随机接入码协议:基于粒子内纠缠的语境性相关的量子优势
随机存取码(RAC)协议中成功概率的量子增强效应,至今仍有两个重要视角尚未被探索。其一,利用单个粒子两个可共测自由度之间的纠缠(粒子内纠缠)来实现这种量子增强,此前尚未被研究。其二,预测或观测到的量子优势与其背后的量子资源之间,尚未建立起明确的定量对应关系。在本工作中,该团队通过利用单粒子资源,同时解决了上述两个问题。为此,该团队将RAC协议表述为单个粒子内部(例如自旋/偏振与路径自由度之间)的粒子内纠缠。在此框架下,该团队采用了基于单粒子路径-自旋测量非语境性假设推导出的相关贝尔型不等式。基于这些要素,所构建的分析表明,这种贝尔型不等式的量子力学违背程度(标志着一种量子语境性形式)与任何粒子内纠缠辅助的$n$比特RAC协议中成功概率的量子增强幅度在数量上是一致的。特别地,量子$n \mapsto 1$ RAC协议的最大成功概率对应于相关贝尔型不等式的最大量子违背。这种对应关系可以通过一个易于实现的单粒子干涉装置进行实验检验,该装置仅需保持单个粒子的相干性。

