論文の概要: Self-testing of physical theories, or, is quantum theory optimal with respect to some information-processing task?

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.00349v5
• Date: Tue, 16 Jan 2024 15:21:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-18 22:35:11.926223
• Title: Self-testing of physical theories, or, is quantum theory optimal with respect to some information-processing task?
• Title（参考訳）: 物理理論の自己検証、あるいは、量子理論は情報処理タスクに関して最適か?
• Authors: Mirjam Weilenmann and Roger Colbeck
• Abstract要約: あらゆるシナリオにおいて、量子力学と同じ相関を持つ理論でしか実行できないタスクがあるかどうかを問う。 このような相関自己テストの候補課題を提示し、一般化確率論的理論の範囲で分析する。 いずれも量子論に勝るものはない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0878040851638
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Self-testing usually refers to the task of taking a given set of observed correlations that are assumed to arise via a process that is accurately described by quantum theory, and trying to infer the quantum state and measurements. In other words it is concerned with the question of whether we can tell what quantum black-box devices are doing by looking only at their input-output behaviour and is known to be possible in several cases. Here we introduce a more general question: is it possible to self-test a theory, and, in particular, quantum theory? More precisely, we ask whether within a particular causal structure there are tasks that can only be performed in theories that have the same correlations as quantum mechanics in any scenario. We present a candidate task for such a correlation self-test and analyse it in a range of generalised probabilistic theories (GPTs), showing that none of these perform better than quantum theory. A generalisation of our results showing that all non-quantum GPTs are strictly inferior to quantum mechanics for this task would point to a new way to axiomatise quantum theory, and enable an experimental test that simultaneously rules out such GPTs.
• Abstract（参考訳）: 自己テスト(英: self-testing)は、通常、量子論によって正確に記述された過程を通じて生じると仮定される観測された相関のセットを、量子状態と測定値の推測を試みるタスクを指す。 言い換えれば、量子ブラックボックスデバイスは入力出力の振る舞いだけを見て何をしているのかを判断できるかどうかという問題であり、いくつかのケースで可能であることが知られている。 ここでは、より一般的な質問を紹介する: 理論、特に量子論を自己テストすることは可能か? より正確には、特定の因果構造の中に、任意のシナリオにおいて量子力学と同じ相関を持つ理論でしか実行できないタスクがあるかどうかを問う。 このような相関自己テストの候補課題を提示し、これを一般化確率論(GPT)の範囲で分析し、いずれも量子理論より優れているものではないことを示す。 我々の結果の一般化により、全ての非量子 GPT は量子力学より厳密に劣っていることが示され、量子論の公理化の新しい方法が示され、同時にそのような GPT を規制する実験を可能にする。

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