时间非局域化的局域测量(基于非定域因果序)

具有不确定因果顺序(ICO)的量子过程(如量子开关)是量子任务的新兴资源,也是研究量子力学中时间关联的基本平台。然而,过去光子量子开关实现存在局限——若要在开关内执行测量,要么会破坏因果序的量子叠加态,要么必须将读数延迟至量子开关运行结束后。对于ICO的若干应用场景(包括无漏洞验证ICO)而言,能进行本地读数输出的测量至关重要。本研究通过引入局域测量方案,并将开关中的光子与时间非局域化的辅助系统耦合,成功突破了上述限制。该团队采用后选择线性光学逻辑门的光子量子开关,在实验中实现了该协议。该方法确保测量装置在两个不同时间点与系统相互作用,却能输出单一测量结果。通过量子擦除测量来维持ICO状态,该团队测量因果见证值并获得负值结果(𝒞𝑊≈-0.305(1))进行验证。更重要的是,通过显式构建时间非局域化辅助系统,该协议不仅为需要本地读数的量子开关协议开辟了新方向,还提供了一种超越ICO应用的、能保持路径相干性的通用测量方法。

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提交arXiv: 2026-04-13 18:00

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