Tripartite realism-based quantum nonlocality

Abstract

Resumo Duas das características mais intrigantes da mecânica quântica sao sua incompatibilidade com a hipótese da causalidade local e a indeterminaçao intrínseca das propriedades físicas num estado quântico, frequentemente referida como o problema do realismo. Foi recentemente proposto um critério operacional para realismo físico com uma medida de nao-localidade quântica contextual subjacente que nao apenas trata, mas também relaciona, ambos aspectos. Essa medida foi posteriormente generalizada para um quantificador de nao-localidade para sistemas bipartidos independente de contexto, que apresenta diversas características contrastantes com a nao-localidade de Bell. Apesar disso, um quantificador de nao-localidade baseado em realismo para sistemas multipartidos ainda nao existe. Neste trabalho, nós visamos iniciar este programa de pesquisa propondo uma medida de nao-localidade genuinamente tripartida. Nós mostramos que ela se reduz a emaranhamento genuinamente tripartido para uma classe específica de estados puros tripartidos e que ela diagnostica como nao-locais estados mistos que apresentam apenas correlaçoes clássicas. Além disso, nós conduzimos um estudo de caso para estados GHZ e W ruidosos e investigamos as propriedades de monogamia da medida. Palavras-chaves: realismo. localidade. emaranhamento. sistemas tripartidos.

Abstract Two of the most intriguing features of quantum mechanics are its incompatibility with the local causality hypothesis and the intrinsic indeterminacy of physical properties in a quantum state, often referred to as the realism problem. An operational criterion for physical realism was recently proposed with an underlying contextual measure for quantum nonlocality that not only addresses, but relates, both aspects. This measure was further generalized into a contextindependent nonlocality quantifier for two-part quantum systems, shown to display several features that contrast with Bell nonlocality. However, a realism-based nonlocality quantifier for multipartite systems is still lacking. Here we aim at starting such research program by proposing a genuine tripartite realism-based nonlocality measure. We show that it reduces to genuine multipartite entanglement for a specific class of pure tripartite states and that it diagnoses as nonlocal mixed states that present only classical correlations. Moreover, we conduct a case study for noisy GHZ andWstates and investigate the monogamy of the measure. Key-words: realism. locality. entanglement. tripartite systems.