論文の概要: Semi-device independent nonlocality certification for near-term quantum
networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.14116v1
- Date: Tue, 23 May 2023 14:39:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-24 15:31:31.546571
- Title: Semi-device independent nonlocality certification for near-term quantum
networks
- Title（参考訳）: 短期量子ネットワークのための半デバイス独立非局所性証明
- Authors: Sophie Engineer, Ana C. S. Costa, Alexandre C. Orthey Jr., Xiaogang
Qiang, Jianwei Wang, Jeremy L. O'Brien, Jonathan C.F. Matthews, Will
McCutcheon, Roope Uola, and Sabine Wollmann
- Abstract要約: ベル試験は量子ネットワークにおける絡み合いを検証する最も厳密な方法である。
当事者間の合図がなければ、ベルの不平等の違反はもはや使用できない。
本稿では,実験的確率分布における相関の影響を数値的に補正する半デバイス独立プロトコルを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 46.37108901286964
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Verifying entanglement between parties is essential for creating a secure
quantum network, and Bell tests are the most rigorous method for doing so.
However, if there is any signaling between the parties, then the violation of
these inequalities can no longer be used to draw conclusions about the presence
of entanglement. This is because signaling between the parties allows them to
coordinate their measurement settings and outcomes, which can give rise to a
violation of Bell inequalities even if the parties are not genuinely entangled.
There is a pressing need to examine the role of signaling in quantum
communication protocols from multiple perspectives, including communication
security, physics foundations, and resource utilization while also promoting
innovative technological applications. Here, we propose a semi-device
independent protocol that allows us to numerically correct for effects of
correlations in experimental probability distributions, caused by statistical
fluctuations and experimental imperfections. Our noise robust protocol presents
a relaxation of a tomography-based optimisation method called the steering
robustness, that uses semidefinite programming to numerically identify the
optimal quantum steering inequality without the need for resource-intensive
tomography. The proposed protocol is numerically and experimentally analyzed in
the context of random, misaligned measurements, correcting for signalling where
necessary, resulting in a higher probability of violation compared to existing
state-of-the-art inequalities. Our work demonstrates the power of semidefinite
programming for entanglement verification and brings quantum networks closer to
practical applications.
- Abstract（参考訳）: 当事者間の絡み合いの検証はセキュアな量子ネットワークの構築には不可欠であり、ベルテストは最も厳格な方法である。
しかし、両者の間に何らかのシグナルがある場合、これらの不等式違反は、絡み合いの存在に関する結論を引き出すためにもはや使用できない。
これは、当事者間の信号が測定設定と結果の調整を可能にするためであり、当事者が真に絡まっていない場合でもベルの不平等が生じる可能性があるためである。
通信セキュリティ,物理基盤,資源利用など,さまざまな観点からの量子通信プロトコルにおけるシグナル伝達の役割を検討するとともに,革新的な技術応用を推進していく必要がある。
本稿では,統計的揺らぎと実験不完全性に起因する実験確率分布における相関効果を数値的に補正する半デバイス独立プロトコルを提案する。
我々のノイズロバストプロトコルは、半定値プログラミングを用いて、リソース集約トモグラフィーを必要とせずに最適な量子ステアリング不等式を数値的に同定する、ステアリングロバストネスと呼ばれるトモグラフィーに基づく最適化手法の緩和を示す。
提案プロトコルは,無作為な不整合測定の文脈で数値的,実験的に解析し,必要ならば信号の修正を行い,既存の最先端の不等式と比較して高い違反率を示す。
我々の研究は、絡み合い検証のための半定値プログラミングのパワーを示し、量子ネットワークを実用的な応用に近づける。
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