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Erschienen in: Quantum Information Processing 3/2021

01.03.2021

Characterizing quantum nonlocalities per uncertainty relation

verfasst von: Jun-Li Li, Cong-Feng Qiao

Erschienen in: Quantum Information Processing | Ausgabe 3/2021

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Abstract

Nonlocality is one of the distinctive features of quantum mechanics and has different forms in practice, e.g., non-separability, quantum steering, and Bell nonlocality. Here, by exploiting the high-dimensional probability tensor, we propose a quantum magic square model to characterize the diverse forms of nonlocal phenomena in a single protocol. In this model, the nonlocalities are manifested in the partial-sums of the probability tensor, where the uncertainty relation serves as an “indicator” of different nonlocal phenomena. We derive a conditional majorization uncertainty relation criterion to witness the quantum steering. The new criterion is applicable to infinite number of observables and is found superior to the formerly thought optimal steering criterion.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Horodecki, R., Horodecki, P., Horodecki, M., Horodecki, K.: Quantum entanglement. Rev. Mod. Phys. 81, 865–942 (2009)MathSciNetMATHADS Horodecki, R., Horodecki, P., Horodecki, M., Horodecki, K.: Quantum entanglement. Rev. Mod. Phys. 81, 865–942 (2009)MathSciNetMATHADS
2.
Zurück zum Zitat Einstein, A., Podolsky, B., Rosen, N.: Can quantum-mechanical description of physical reality be considered complete? Phys. Rev. 47, 777–780 (1935)CrossRefADS Einstein, A., Podolsky, B., Rosen, N.: Can quantum-mechanical description of physical reality be considered complete? Phys. Rev. 47, 777–780 (1935)CrossRefADS
3.
Zurück zum Zitat Schrödinger, E.: Discussion of probability relations between separated systems. Proc. Camb. Philosophical Soc. 31, 555–563 (1935)CrossRefADS Schrödinger, E.: Discussion of probability relations between separated systems. Proc. Camb. Philosophical Soc. 31, 555–563 (1935)CrossRefADS
5.
Zurück zum Zitat Wiseman, H.M., Jones, S.J., Doherty, A.C.: Steering, entanglement, nonlocality, and the Einstein-Podolsky-Rosen paradox. Phys. Rev. Lett. 98, 140402 (2007)MathSciNetCrossRefADS Wiseman, H.M., Jones, S.J., Doherty, A.C.: Steering, entanglement, nonlocality, and the Einstein-Podolsky-Rosen paradox. Phys. Rev. Lett. 98, 140402 (2007)MathSciNetCrossRefADS
6.
Zurück zum Zitat Clauser, J. F., Horne, M. A., Shimony, A., Holt, R. A.: Proposed experiment to test local hidden-variable theories, Phys. Rev. Lett. 23, 880-884 (1969); Erratum Phys. Rev. Lett. 24, 549 (1970) Clauser, J. F., Horne, M. A., Shimony, A., Holt, R. A.: Proposed experiment to test local hidden-variable theories, Phys. Rev. Lett. 23, 880-884 (1969); Erratum Phys. Rev. Lett. 24, 549 (1970)
7.
Zurück zum Zitat Collins, D., Gisin, N., Linden, N., Massar, S., Popescu, S.: Bell inequalities for arbitrary high-dimensional systems. Phys. Rev. Lett. 88, 040404 (2002)MathSciNetCrossRefADS Collins, D., Gisin, N., Linden, N., Massar, S., Popescu, S.: Bell inequalities for arbitrary high-dimensional systems. Phys. Rev. Lett. 88, 040404 (2002)MathSciNetCrossRefADS
9.
Zurück zum Zitat Li, Jun-Li, Qiao, Cong-Feng: A necessary and sufficient criterion for the separability of quantum state. Sci. Rep. 8, 1442 (2018)CrossRefADS Li, Jun-Li, Qiao, Cong-Feng: A necessary and sufficient criterion for the separability of quantum state. Sci. Rep. 8, 1442 (2018)CrossRefADS
11.
Zurück zum Zitat Cavalcanti, E.G., Foster, C.J., Fuwa, M., Wisema, H.M.: Analog of the Clauser-Horne-Shimony-Holt inequality for steering. J. Opt. Soc. Am. B 32, A74–A81 (2015)CrossRefADS Cavalcanti, E.G., Foster, C.J., Fuwa, M., Wisema, H.M.: Analog of the Clauser-Horne-Shimony-Holt inequality for steering. J. Opt. Soc. Am. B 32, A74–A81 (2015)CrossRefADS
12.
Zurück zum Zitat Hofmann, H.F., Takeuchi, S.: Violation of local uncertainty relations as a signature of entanglement. Phys. Rev. A 68, 032103 (2003)MathSciNetCrossRefADS Hofmann, H.F., Takeuchi, S.: Violation of local uncertainty relations as a signature of entanglement. Phys. Rev. A 68, 032103 (2003)MathSciNetCrossRefADS
13.
Zurück zum Zitat Cavalcanti, E.G., Jones, S.J., Wiseman, H.M., Reid, M.D.: Experimental criteria for steering and the Einstein-Podolsky-Rosen paradox. Phys. Rev. A 80, 032112 (2009)CrossRefADS Cavalcanti, E.G., Jones, S.J., Wiseman, H.M., Reid, M.D.: Experimental criteria for steering and the Einstein-Podolsky-Rosen paradox. Phys. Rev. A 80, 032112 (2009)CrossRefADS
14.
Zurück zum Zitat Gühne, O., Hyllus, P., Gittsovich, O., Eisert, J.: Covariance matrices and the separability problem. Phys. Rev. Lett. 99, 130504 (2007)MathSciNetCrossRefADS Gühne, O., Hyllus, P., Gittsovich, O., Eisert, J.: Covariance matrices and the separability problem. Phys. Rev. Lett. 99, 130504 (2007)MathSciNetCrossRefADS
15.
Zurück zum Zitat Kogias, I., Skrzypczyk, P., Cavalcanti, D., Acín, A., Adesso, G.: Hierarchy of steering criteria based on moments for all bipartite quantum systems. Phys. Rev. Lett. 115, 210401 (2015)CrossRefADS Kogias, I., Skrzypczyk, P., Cavalcanti, D., Acín, A., Adesso, G.: Hierarchy of steering criteria based on moments for all bipartite quantum systems. Phys. Rev. Lett. 115, 210401 (2015)CrossRefADS
16.
Zurück zum Zitat Costa, A.C.S., Uola, R., Gühne, O.: Entropic steering criteria: applications to bipartite and tripartite systems. Entropy 2, 763 (2018)MathSciNetCrossRefADS Costa, A.C.S., Uola, R., Gühne, O.: Entropic steering criteria: applications to bipartite and tripartite systems. Entropy 2, 763 (2018)MathSciNetCrossRefADS
17.
Zurück zum Zitat Coles, P.J., Berta, M., Tomamichel, M., Wehner, S.: Entropic uncertainty relations and their applications. Rev. Mod. Phys. 89, 015002 (2017)MathSciNetCrossRefADS Coles, P.J., Berta, M., Tomamichel, M., Wehner, S.: Entropic uncertainty relations and their applications. Rev. Mod. Phys. 89, 015002 (2017)MathSciNetCrossRefADS
19.
20.
Zurück zum Zitat Li, Jun-Li, Qiao, Cong-Feng: An optimal measurement strategy to beat the quantum uncertainty in correlated system. Adv. Quantum Technol. 3, 2000039 (2020)CrossRef Li, Jun-Li, Qiao, Cong-Feng: An optimal measurement strategy to beat the quantum uncertainty in correlated system. Adv. Quantum Technol. 3, 2000039 (2020)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Pusey, M.F.: Negativity and steering: a stronger Peres conjecture. Phys. Rev. A 88, 032313 (2013)CrossRefADS Pusey, M.F.: Negativity and steering: a stronger Peres conjecture. Phys. Rev. A 88, 032313 (2013)CrossRefADS
22.
Zurück zum Zitat Costa, A.C.S., Uola, R., Gühne, O.: Steering criteria from general entropic uncertainty relations. Phys. Rev. A 98, 050104(R) (2018)CrossRefADS Costa, A.C.S., Uola, R., Gühne, O.: Steering criteria from general entropic uncertainty relations. Phys. Rev. A 98, 050104(R) (2018)CrossRefADS
Metadaten
Titel
Characterizing quantum nonlocalities per uncertainty relation
verfasst von
Jun-Li Li
Cong-Feng Qiao
Publikationsdatum
01.03.2021
Verlag
Springer US
Erschienen in
Quantum Information Processing / Ausgabe 3/2021
Print ISSN: 1570-0755
Elektronische ISSN: 1573-1332
DOI
https://doi.org/10.1007/s11128-021-03043-x

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