通过光子交换使具有不同特性的量子系统纠缠是构建未来量子网络的先决条件。证明在不同波长下工作的光的量子存储器之间存在纠缠进一步推动了这一目标的实现。在这里,我们报告了一系列实验,其中铥掺杂晶体用作 794 nm 光子的量子存储器,铒掺杂光纤用作 1535 nm 电信波长光子的量子存储器,以及通过自发参量下转换产生的光子对源。通过对从两个存储器重新发射后的光子进行表征,我们发现非经典相关性,其互相关系数为 g (2) 12 = 53 ± 8;纠缠保持存储的输入输出保真度为 F IO ≈ 93 ± 2%;和非局域性,违反了 Clauser-Horne-Shimony-Holt Bell 不等式,其中 S = 2 . 6 ± 0 . 2。我们的原理验证实验表明,纠缠在通过以不同波长工作的不同固态量子存储器传播时仍然存在。
量子关联和纠缠一样,代表了量子力学的特征,对这一现代物理学支柱的诠释提出了根本问题和挑战。尽管量子关联被广泛认为是在量子技术的许多任务中实现量子优势的主要资源,但它们的完整定量描述及其背后的公理基础仍在研究中。先前的研究表明,非局域关联的起源基于捕捉(从量子形式主义之外)量子不确定性本质的原理。特别是,最近引入的相对论独立性原理产生了一种将局域关联和非局域关联交织在一起的新界限。在这里,我们通过对纠缠光子对同时实现顺序和联合弱测量来测试这种界限,这使我们能够通过测量同一量子系统上不相容的可观测量来同时量化局域关联和非局域关联,而不会破坏其状态,而这在传统(投影)量子测量框架中通常是被禁止的。我们的结果表明量子关联程度存在一个根本的限制,揭示了不确定性在实现和平衡量子关联方面的深远作用。
双曲性由格罗莫夫 [ Gro87 ] 引入,是几何群论中最突出的负曲率概念,具有强大的代数和算法意义 [ Gro87 、 Pau91 、 DG11 、 Sel95 、 ECH ` 92 ]。许多重要的群都具有某些负曲率,但不是双曲的,包括群的自由积、映射类群、许多三维流形的基本群、某些阿廷群和克雷莫纳群。这一观察导致了对双曲群各种推广的研究,例如相对双曲群 [ Far98 、 Osi06 、 Bow12 ]、圆柱双曲群 [ Osi16 、 DGO17 ] 和 Morse 局部到整体 (MLTG) 群 [ RST22 ]。对于任何这些推广,很自然地会问它们满足负曲率的哪些方面。本文重点讨论 MLTG 群。MLTG 群的一个主要特征是在 [ RST22 ] 中引入的,它能够消除 Morse 测地线的病态行为。例如,如果一个 MLTG 群包含 Morse 测地线,则它有一个 Morse 元;如果它包含 Morse 元,则它有一个与 F2 同构的子群。这对于一般群来说并非如此 [ Fin17 , OOS09 ]。因此,很自然地,我们会问,消除病态行为是否足以确保圆柱双曲性。
卢西安·哈代于 20 世纪 90 年代提出的哈代悖论,为局域现实主义提供了一个简化的测试——局域现实主义是一种经典思想,即物理属性独立于观察而存在,并且没有信号超过光速。该悖论揭示了量子力学与局域现实主义之间的冲突,因为它表明,在某些条件下,三个“哈代事件”的概率为零,而量子力学预测第四个事件的概率不为零,这与局域现实主义相矛盾。
局域测量可看作是一种“量子猝灭”,即由突然扰动引起的非平衡动力学,近几十年来尤其是在量子多体系统弛豫的背景下对其进行了研究(见 [28] 及其中的文章)。此类扰动破坏了系统的均质性,使其研究具有挑战性。在可积模型中,对存在不均匀性时的动力学最有效的大尺度描述可以说是所谓的“广义流体动力学”(GHD)[29–31]。尽管 GHD 正确地预测了众多猝灭方案(例如在双温度场景中)中局部可观测量的大尺度动力学,但该理论提供的信息有时并不完整。第一个例子在参考文献中展示。 [32],考虑了大规模海森堡模型:GHD 的成分对自旋翻转下的奇数可观测量视而不见,因此需要包含一个额外的独立连续性方程。参考文献 [33–37] 中考虑了一个更引人注目的例子,其中 GHD 保持了一种对称性,但在热力学极限下却被打破了:不遵守该对称性的可观测量受到一类局部扰动的影响,这些扰动发生在任意长时间内,距离不均匀性很远。
摘要 使用 Mermin 多项式可以检测量子系统的非局域性和由此产生的纠缠。这为我们提供了一种研究量子算法执行过程中非局域性演变的方法。我们首先考虑 Grover 的量子搜索算法,注意到在算法执行过程中,当接近预定状态时,状态的纠缠度达到最大值,这使我们能够搜索单个最优 Mermin 算子,并在整个 Grover 算法执行过程中使用它来评估非局域性。然后还使用 Mermin 多项式研究量子傅里叶变换。在每个执行步骤中搜索不同的最优 Mermin 算子,因为在这种情况下没有任何迹象表明我们能够找到最大程度地违反 Mermin 不等式的预定状态。将量子傅里叶变换的结果与之前使用凯莱超行列式进行纠缠研究的结果进行了比较。由于我们提供的是结构化且有文档记录的开源代码,因此所有的计算都可以重复。
可重入局域化 (RL) 是一种最近才出现的突出现象,传统上与交错关联无序和跳跃二聚化的相互作用有关,这一点先前的研究表明了这一点。与这种范式相反,我们目前的研究表明跳跃二聚化并不是实现 RL 的关键因素。考虑到具有反铁磁序的螺旋磁系统,我们发现在没有跳跃二聚化的情况下,多个能量区域的自旋相关 RL。这种现象即使在热力学极限下仍然存在。通过对螺旋系统施加横向电场,引入了 Aubry-André-Harper 模型形式的关联无序,从而避免使用传统的替代无序。我们对观察到的可重入相进行有限尺寸缩放分析,以确定临界点,确定相关的临界指数,并检查与局域化转变相关的缩放行为。此外,我们还探索了参数空间,以确定可重入相发生的条件。本研究在紧束缚框架内进行了描述,为 RL 提供了一种新颖的视角,强调了电场、反铁磁有序和几何螺旋性的关键作用。还探讨了 RL 现象的潜在应用和实验实现。
高能对撞机中基本粒子量子特性的测试开始出现。顶夸克和反顶夸克系统中的纠缠和贝尔不等式违反尤其令人感兴趣,因为顶夸克是经历级联衰变的不稳定粒子。我们争论顶夸克和反顶夸克在不同衰变阶段的空间分离标准。我们考虑了三个不同情况下的因果分离:顶夸克衰变、W 玻色子衰变以及轻子/喷流与宏观仪器接触时。我们表明,当要求顶夸克和 W 玻色子都在空间间隔内衰变时,事件的空间分数最小。对于通常需要贝尔不等式违反的高不变质量,这几乎与顶夸克衰变要求相同。我们还包括一个选项,用于将顶夸克衰变中的 b 夸克的角度相关性用于自旋相关性测量。我们要求顶夸克和 b 强子衰变都是空间分离的。再次,我们发现在高不变质量下,它几乎与顶夸克和反顶夸克之间的空间分离要求相同。我们为我们提出的标准提供了数值。如果满足这样的标准,则保证系统不存在因果关系。
摘要 在本文中,我们在具有 CP 破坏相互作用的标准模型背景下,研究了三体 H → γ l ¯ l 衰变(l = e , μ , τ )的量子纠缠特性,该模型位于轻子汤川区。我们的目的是阐明最终光子、轻子和反轻子在相空间中的纠缠分布。这些罕见的希格斯玻色子衰变发生在 1 圈水平,通过计算并发度和研究贝尔非局域性,为研究三体系统中基本相互作用的量子关联提供了独特的机会。此外,我们还探讨了衰变后和自蒸馏现象。多体纠缠测度比二体情况下的纠缠测度具有更丰富的结构,因此在对撞机现象学中值得更多关注。在这一方面,我们分析了这些三体希格斯玻色子衰变的新可观测量,这些可观测量可以扩展到高能范围内的其他多粒子系统。我们发现纠缠在最终粒子之间表现出来,偶尔在特定的运动学配置中达到最大纠缠状态。此外,这些衰变通道对于贝尔非局域性测试很有前景,但这种可观测量中的 CP 效应被轻子质量抑制。
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