論文の概要: Robust self-testing of the $m-$partite maximally entangled state and observables
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.10732v1
- Date: Tue, 20 Aug 2024 11:03:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-21 14:04:52.027312
- Title: Robust self-testing of the $m-$partite maximally entangled state and observables
- Title（参考訳）: $m-$partite極大絡み合った状態と可観測物のロバスト自己検定
- Authors: Ritesh K. Singh, Souradeep Sasmal, A. K. Pan,
- Abstract要約: 本研究では,Svetlichnyの不等式に対する最適量子違反に基づいて,状態と可観測性を証明し,簡便かつ効率的なセルフテストプロトコルを提案する。
この手法は、量子系の次元を仮定することができないスヴェットリニュ汎函数の最適量子値を導出するために、エレガントな2乗和法を利用する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: As quantum technologies continue to advance rapidly, the device-independent testing of the functioning of a quantum device has become increasingly important. Self-testing, a correlation based protocol, enables such certification of a promised quantum state as well as measurements performed on it without requiring knowledge of the device's internal workings. This approach typically relies on achieving the optimal quantum violation of a suitable Bell inequality. Self-testing has been extensively investigated in the context of bipartite Bell experiments. However, its extension to multipartite scenarios remains largely unexplored, owing to the intricate nature of multipartite quantum correlations. In this work, we propose a simple and efficient self-testing protocol that certifies the state and observables based on the optimal quantum violation of the Svetlichny inequality involving an arbitrary number of parties, each with two inputs. Our method leverages an elegant sum-of-squares approach to derive the optimal quantum value of the Svetlichny functional, devoid of assuming the dimension of the quantum system. This enables the self-testing of the $m-$partite maximally entangled state and local anti-commuting observables for each party. Moreover, we develop a swap circuit isometry to assess the proximity of reference states and measurements to their ideal counterparts in the presence of noise and imperfections in real experiments, thereby demonstrating the robustness of our self-testing protocol. Finally, we illustrate how our self-testing protocol facilitates the generation of certified genuine randomness from correlations that enable the optimal violation of the Svetlichny inequality.
- Abstract（参考訳）: 量子技術が急速に進歩するにつれて、量子デバイスの機能に関するデバイスに依存しないテストがますます重要になっている。
相関ベースのプロトコルであるセルフテストは、デバイスの内部動作に関する知識を必要とせずに、約束された量子状態とそれ上で実施される測定の認定を可能にする。
このアプローチは典型的には、適切なベルの不等式を最適に量子違反することに依存する。
自己検査はバイパルタイトベル実験の文脈で広く研究されている。
しかしながら、マルチパーティイトのシナリオへの拡張は、マルチパーティイト量子相関の複雑な性質のため、ほとんど未解明のままである。
本研究では,任意の個数のパーティを含むSvetlichnyの不等式に対する最適量子違反に基づいて,状態と可観測物を認証する,シンプルで効率的なセルフテストプロトコルを提案する。
この手法は、量子系の次元を仮定することができないスヴェットリニュ汎函数の最適量子値を導出するために、エレガントな2乗和法を利用する。
これにより、$m-$partite の最大エンタングル状態と各パーティに対するローカルなアンチ・コンミュート・オブザーバブルの自己テストが可能になる。
さらに,実実験におけるノイズや不完全性の存在下での基準状態と測定値の近接性を評価するスワップ回路のアイソメトリを開発し,自己試験プロトコルの堅牢性を示す。
最後に、我々の自己検証プロトコルが、Svetlichnyの不等式の最適違反を可能にする相関関係から、証明された真正性の生成を促進する方法について述べる。
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