論文の概要: An Operational Environment for Quantum Self-Testing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.06254v3
• Date: Sun, 24 Apr 2022 10:05:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-18 14:57:30.941966
• Title: An Operational Environment for Quantum Self-Testing
• Title（参考訳）: 量子自己テストのための運用環境
• Authors: Matthias Christandl, Nicholas Gauguin Houghton-Larsen and Laura Mancinska
• Abstract要約: 量子自己検査を運用的に理解する方法を示す。 我々は、従来の量子自己検査を、情報リークの観点から環境に再放送する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3857747529378917
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Observed quantum correlations are known to determine in certain cases the underlying quantum state and measurements. This phenomenon is known as (quantum) self-testing. Self-testing constitutes a significant research area with practical and theoretical ramifications for quantum information theory. But since its conception two decades ago by Mayers and Yao, the common way to rigorously formulate self-testing has been in terms of operator-algebraic identities, and this formulation lacks an operational interpretation. In particular, it is unclear how to formulate self-testing in other physical theories, in formulations of quantum theory not referring to operator-algebra, or in scenarios causally different from the standard one. In this paper, we explain how to understand quantum self-testing operationally, in terms of causally structured dilations of the input-output channel encoding the correlations. These dilations model side-information which leaks to an environment according to a specific schedule, and we show how self-testing concerns the relative strength between such scheduled leaks of information. As such, the title of our paper has double meaning: we recast conventional quantum self-testing in terms of information-leaks to an environment -- and this realises quantum self-testing as a special case within the surroundings of a general operational framework. Our new approach to quantum self-testing not only supplies an operational understanding apt for various generalisations, but also resolves some unexplained aspects of the existing definition, naturally suggests a distance measure suitable for robust self-testing, and points towards self-testing as a modular concept in a larger, cryptographic perspective.
• Abstract（参考訳）: 観測された量子相関は、ある場合において基礎となる量子状態と測定を決定することが知られている。 この現象は(量子)自己テストとして知られている。 自己検査は、量子情報理論の実践的および理論的分岐を伴う重要な研究領域である。 しかし、マイヤーズとヤオによって20年前に概念化されて以来、厳密に自己検査を定式化する一般的な方法は、演算子代数的アイデンティティであり、この定式化は操作的解釈を欠いている。 特に、他の物理理論、作用素代数に言及しない量子理論の定式化、あるいは標準理論と因果的に異なるシナリオにおいて、どのように自己検査を定式化するかは不明である。 本稿では,相関を符号化する入力出力チャネルの因果構造拡張の観点から,量子自己テストの運用的理解について述べる。 これらのダイレーションは,特定のスケジュールに従って環境に漏出する副作用をモデル化し,これらの情報漏洩の相対的強度を自己検査がいかに懸念しているかを示す。 このように、私たちの論文のタイトルは二重の意味を持つ: 従来の量子自己検査を、情報リークの観点から環境に再放送し、一般的な運用フレームワークの周囲で特別なケースとして量子自己検査を実現する。 量子自己テストに対する新しいアプローチは、様々な一般化のための操作的理解力を提供するだけでなく、既存の定義の説明できないいくつかの側面を解決し、ロバストな自己テストに適した距離測度を自然に提案し、より大きな暗号の観点からモジュラー概念としての自己テストを指摘する。

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