論文の概要: When Quantum Nonlocality Does Not Play Dice

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.03665v2
• Date: Wed, 10 Sep 2025 14:10:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-11 15:16:51.923001
• Title: When Quantum Nonlocality Does Not Play Dice
• Title（参考訳）: 量子非局所性が苦しむとき
• Authors: Ravishankar Ramanathan, Yuan Liu, Stefano Pironio,
• Abstract要約: ベルの不等式違反は、量子的非局所性が本質的なランダム性を保証する証拠としてしばしば見なされる。 量子相関によって最大に違反する非自明なベル不等式が存在するが、任意の固定された入力対に対してランダム性を証明できないことを示す。 我々は、各固定された入力対に対して決定論的である最大非局所量子相関を構築する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.722125357019147
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Bell inequality violations are often taken as evidence that quantum nonlocality guarantees intrinsic randomness, effectively playing the role of a "dice" at the heart of many device-independent cryptographic protocols. We show that there exist nontrivial Bell inequalities that are maximally violated by quantum correlations yet fail to certify randomness for any fixed input pair, rendering them useless for a large class of standard device-independent schemes. This is achieved through a systematic construction based on symmetric deterministic extensions of nonlocal games. We further construct maximally nonlocal quantum correlations that are deterministic for every fixed input pair, in the sense that for any chosen inputs they admit a convex decomposition into strategies with fixed outputs for those inputs. In the no-signalling framework, this property corresponds to the "bound randomness" of [Ac\'in et al., PRA 93, 012319 (2016)], where an adversary-once learning the inputs-can steer the correlations into a decomposition that makes the outputs fully predictable, thereby making them useless in most existing device-independent protocols. In contrast, bound randomness is impossible in quantum theory: any quantum correlations that become deterministic once the inputs are revealed must in fact be local. Our results pinpoint the precise limits of determinism compatible with quantum nonlocality.
• Abstract（参考訳）: ベルの不等式違反は、量子非局所性が固有のランダム性を保証する証拠とされ、多くのデバイスに依存しない暗号プロトコルの中心で事実上「暗証」の役割を担っている。 量子相関によって最大に侵害される非自明なベルの不等式が存在するが、任意の固定された入力対に対してランダム性を証明できないことを示し、それらを多くの標準デバイス非依存スキームでは役に立たないことを示す。 これは非局所ゲームの対称決定論的拡張に基づく体系的な構成によって達成される。 さらに、各固定入力対に対して決定論的である最大非局所量子相関を、任意の選択された入力に対して、それらの入力に対して固定出力を持つ戦略への凸分解を許容するという意味で構成する。 ノーシグナリングフレームワークでは、この性質は [Ac\'in et al , PRA 93, 012319 (2016)] の「有界ランダム性」に対応し、敵が入力を学習すると、相関関係を分解し、出力を完全に予測可能とし、既存のほとんどのデバイス非依存プロトコルでは役に立たない。 対照的に、有界ランダム性は量子論では不可能であり、入力が明らかになると決定論的になる任意の量子相関は、実際には局所的でなければならない。 我々の結果は、量子非局所性に適合する決定論の正確な限界を示唆している。

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