論文の概要: Randomness-free Test of Non-classicality: a Proof of Concept
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.06990v3
- Date: Wed, 6 Sep 2023 01:40:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-07 19:25:44.786817
- Title: Randomness-free Test of Non-classicality: a Proof of Concept
- Title（参考訳）: 非古典性のランダム性フリーテスト:概念実証
- Authors: Zhonghua Ma, Markus Rambach, Kaumudibikash Goswami, Some Sankar
Bhattacharya, Manik Banik, and Jacquiline Romero
- Abstract要約: デバイスに依存しない方法でそのような非古典的なリソースを認証する既存のスキームは、シードランダム性を必要とする。
本研究では、シードランダム性のない量子相関と非射影測定の両方のための半デバイス独立認証手法を提案し、実験的に実装する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum correlations and non-projective measurements underlie a plethora of
information-theoretic tasks, otherwise impossible in the classical world.
Existing schemes to certify such non-classical resources in a
device-independent manner require seed randomness, which is often costly and
vulnerable to loopholes, for choosing the local measurements performed on
different parts of a multipartite quantum system. In this letter, we propose
and experimentally implement a semi-device independent certification technique
for both quantum correlations and non-projective measurements without seed
randomness. Our test is semi-device independent in the sense that it requires
only prior knowledge of the dimensions of the parts. We experimentally show a
novel quantum advantage in correlated coin tossing by producing specific
correlated coins from pairs of photons entangled in their transverse spatial
modes. We establish the advantage by showing that the correlated coin obtained
from the entangled photons cannot be obtained from two 2-level classical
correlated coins. The quantum advantage requires performing qubit trine
positive operator-valued measures (POVMs) on each part of the entangled pair,
thus also certifying such POVMs in a semi-device-independent manner. This proof
of concept firmly establishes a new cost-effective certification technique for
both generating non-classical shared randomness and implementing non-classical
measurements, which will be important for future multi-party quantum
communications.
- Abstract（参考訳）: 量子相関と非射影測定は、古典世界では不可能な多くの情報理論的なタスクをもたらす。
このような非古典的資源をデバイスに依存しない方法で証明するための既存のスキームは、多成分量子システムの異なる部分で実行される局所的な測定を選択するために、しばしばコストがかかり、抜け穴に弱いシードランダム性を必要とする。
本稿では、シードランダム性のない量子相関および非射影測定のための半デバイス独立認証手法を提案し、実験的に実装する。
我々のテストは、部品の寸法に関する事前の知識のみを必要とするという意味で、半デバイス独立である。
横方向の空間モードに絡み合った一対の光子から特定の相関コインを生成することにより、相関コイントスキングにおける新しい量子優位性を実験的に示す。
エンタングル光子から得られる相関コインは2段階の古典相関硬貨では得られないことを示すことにより,その利点を確立する。
量子アドバンテージは、絡み合う対の各部分で量子ビットトリイン正の演算子値測度(povm)を実行する必要があるため、そのようなpovmを半デバイスに依存しない方法で証明する。
この概念実証は、非古典的共有ランダム性の生成と、将来のマルチパーティ量子通信において重要となる非古典的測定の両方を行うための、新しいコスト効率の高い認証技術を確立している。
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