論文の概要: Tight analytic bound on the trade-off between device-independent
randomness and nonlocality
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.00124v2
- Date: Wed, 5 Oct 2022 17:52:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-15 01:28:38.635814
- Title: Tight analytic bound on the trade-off between device-independent
randomness and nonlocality
- Title（参考訳）: デバイス非依存的ランダム性と非局所性の間のトレードオフに関するタイト解析
- Authors: Lewis Wooltorton and Peter Brown and Roger Colbeck
- Abstract要約: 絡み合った量子システムを共有する2つのパーティは、共有された古典的リソースのみを使用して生成できない相関を生成することができる。
これらの非局所相関は量子論の基本的な特徴であるが、実際的な応用もある。
与えられた非局所的相関から生成できる証明可能なランダム性の量は、重要な関心の量である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7188280334580197
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Two parties sharing entangled quantum systems can generate correlations that
cannot be produced using only shared classical resources. These nonlocal
correlations are a fundamental feature of quantum theory but also have
practical applications. For instance, they can be used for device-independent
(DI) random number generation, whose security is certified independently of the
operations performed inside the devices. The amount of certifiable randomness
that can be generated from some given non-local correlations is a key quantity
of interest. Here we derive tight analytic bounds on the maximum certifiable
randomness as a function of the nonlocality as expressed using the
Clauser-Horne-Shimony-Holt (CHSH) value. We show that for every CHSH value
greater than the local value ($2$) and up to $3\sqrt{3}/2\approx2.598$ there
exist quantum correlations with that CHSH value that certify a maximal two bits
of global randomness. Beyond this CHSH value the maximum certifiable randomness
drops. We give a second family of Bell inequalities for CHSH values above
$3\sqrt{3}/2$, and show that they certify the maximum possible randomness for
the given CHSH value. Our work hence provides an achievable upper bound on the
amount of randomness that can be certified for any CHSH value. We illustrate
the robustness of our results, and how they could be used to improve randomness
generation rates in practice, using a Werner state noise model.
- Abstract（参考訳）: 絡み合った量子系を共有する2つの当事者は、共有古典的資源だけでは生成できない相関を生成することができる。
これらの非局所相関は量子論の基本的な特徴であるが、実用的応用もある。
例えば、デバイス内で実行される操作とは独立してセキュリティが認証されるデバイス非依存(di)乱数生成に使用することができる。
与えられた非局所的相関から生成できる証明可能なランダム性の量は、重要な関心の量である。
ここでは、Cluser-Horne-Shimony-Holt(CHSH)値を用いて表される非局所性の関数として、証明可能な最大ランダム性に関する厳密な解析境界を導出する。
局所値(2$)以上の全てのchsh値と最大3\sqrt{3}/2\approx2.598$に対して、最大2ビットのグローバルランダム性を証明するchsh値との量子相関が存在することを示す。
このchsh値を超えると、最大証明可能なランダム性が低下する。
我々は、CHSH値に対して3\sqrt{3}/2$を超えるベルの不等式の第2の族を与え、与えられたCHSH値の最大乱数性を証明することを示す。
したがって、我々の研究は任意のCHSH値に対して証明可能なランダム性の量に対する達成可能な上限を提供する。
結果のロバスト性,そしてwerner状態雑音モデルを用いて,実際のランダム性生成率の改善にどのように役立つかを示す。
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