量子コンピュータ（ネットワーク）は抜け穴のないベルテストをどのように実行しますか？

単純な形で、ベルの定理は次のように述べています：

局所的な隠し変数の物理理論では、量子力学のすべての予測を再現することはできません。

ベルは一連の不等式を開発し、特定の実験例を提供して、局所的な隠れた変数に依存する理論の予測と量子力学の予測を区別しました。そのため、ベルテストの不等式実験は、量子力学において根本的な関心事です。ただし、物事を適切に実行したい場合は、ベルテストを実行しようとするすべての実験に影響するさまざまな抜け穴があることがわかります。 。汎用の量子コンピューターまたはそのネットワークを使用した結果の1つは、洗練された量子実験を日常的に実行できるようになることです。

質問：これまでに行われた最良の実現と同じぐらい抜け穴のないベルテストを実装できるようにするために、汎用量子コンピューター（ネットワーク）を満たすためにどのような要件がありますか？

明確にするために：理想的には、最良の答えは、量子コンピューティングアプローチを採用し、エンジニアリングに近い詳細、または少なくともアーキテクチャに近いものを含むことです。たとえば、実験を単純な量子回路として記述すると、現在のアーキテクチャの1つを選択でき、そこから、さまざまな量子ゲート/測定の必要な時間と必要な物理的アーキテクチャの現実的な大きさの見積もりを行うことができます。異なるキュービット間の距離。

[1] @kludgがコメントしたように、「理想的な実験はないため、まったく抜け穴がないと言えます。」を参照してください。視点：アインシュタインとボーアの量子論争の扉を閉じる

抜け穴のないベルテストについて人々が話すとき、彼らが本当に意味することは、大多数の人々に最も関係する2つの抜け穴が同時に閉じられることです：測定抜け穴と局所性抜け穴。

プロトコルを簡単に確認しましょう：

• Aベル状態$(|00\rangle+|11\rangle)/\sqrt{2}$

• $d$

• アリスとボブはそれぞれランダムなビット値を選びます。

• $x$$Z$$X$$A_x$

• $y\in\{0,1\}$$(Z+(-1)^yX)/\sqrt{2}$$B_y$

• $$S=A_0(B_0+B_1)+A_1(B_0-B_1).$$

$d$$d/c$$c$$d/c$

$83\%$

最近、これらの抜け穴を同時にふさぐ実験が行われています。見る$P=0.039$）。最終的には、より良い結果を得るには、デバイスよりもパフォーマンスの高いデバイスが必要になるか、実験をより多く実行する必要があります。それがおそらく、今や主な実験的課題です。そのようなデバイスの速度を改善して、245トライアルを生成するのに18日もかからないようにします。これらの実験はまた、選択の自由の抜け穴を取り除くと主張しています。そこでは、アリスとボブの測定ベースを選択するために使用される乱数ジェネレーターも、残りの実験とは無相関です。

これを実装するための量子コンピューティングアーキテクチャに関しては、これは特に自然な問題ではありません。量子コンピューターの場合、量子ビット間にできるだけ多くの接続と相互作用を作成できるようにする必要があります。これは、それらを遠く離れて分離します。適切なシナリオを生成し始めているコンテキストの種類は、スケーラブルなイオントラップ量子コンピューターの設計であると考えられます。これらのそれぞれが十分離れている場合、抜け穴のないベルテストを考えることができます。これらのシナリオでの測定効率は十分高いと思います。次に問題は、局所性ループホールを閉じるために、これらの異なる場所はどのくらい離れている必要があるかです。私はしていません tは実際のデータに基づいてあらゆる種類の計算を行いましたが、答えはキロメートルのオーダーであると思います。つまり、1台のコンピューターではまったく無理です。私にとって、それらは別々のコンピューターであり、最小限の共有リソース（つまり、エンタングルメント）を使用して協調的に計算するために非常に一生懸命働いています。