論文の概要: Certifying asymmetry in the configuration of three qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.09939v1
- Date: Wed, 11 Jun 2025 17:06:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-13 06:35:03.155383
- Title: Certifying asymmetry in the configuration of three qubits
- Title（参考訳）: 3つの量子ビットの構成における非対称性の証明
- Authors: Abdelmalek Taoutioui, Gábor Drótos, Tamás Vértesi,
- Abstract要約: 3つの未知の量子ビット状態のブロッホベクトルの構成における非対称性の証明を行う。
我々は任意のミラー対称構成に対して有界な$Q_textmirror$を数値的に導出する。
我々は、公開量子プロセッサにプロトコルを実装した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We certify asymmetry in the configuration of the Bloch vectors of a set of three unknown qubit states within the dimensionally bounded prepare-and-measure scenario. To do this, we construct a linear witness from three simpler witnesses as building blocks, each featuring, along with two binary measurement settings, three preparations; two of them are associated with the certification task, while the third one serves as an auxiliary. The final witness is chosen to self-test some target configuration. We numerically derive a bound $Q_{\text{mirror}}$ for any mirror-symmetric configuration, thereby certifying asymmetry if this bound is exceeded (e.g. experimentally) for the unknown qubit configuration. We also consider the gap $(Q_{\text{max}}-Q_{\text{mirror}})$ between the analytically derived overall quantum maximum $Q_{\text{max}}$ and the mirror-symmetric bound, and use it as a quantifier of asymmetry in the target configuration. Numerical optimization shows that the most asymmetric configuration then forms a right scalene triangle on the unit Bloch sphere. Finally, we implement our protocol on a public quantum processor, where a clear violation of the mirror-symmetric bound certifies asymmetry in the configuration of our experimental triple of qubit states.
- Abstract（参考訳）: 我々は、3つの未知のキュービット状態の集合のブロッホベクトルの構成における非対称性を次元的に有界な準備と測定のシナリオの中で証明する。
そこで我々は,3つの単純な目撃者による線形証人をビルディングブロックとして構築し,それぞれ2つの2値測定設定と3つの準備を行い,そのうち2つは認証タスクに関連付けられ,3つ目は補助的な役割を担っている。
最後の証人は、ターゲットの設定を自己テストするために選ばれます。
我々は、任意のミラー対称な構成に対して有界$Q_{\text{mirror}}$を数値的に導出し、したがって、この境界が未知の量子ビット構成に対して(例えば実験的に)超越された場合、非対称性を証明する。
また、解析的に導出された全量子最大値$Q_{\text{max}}$とミラー対称境界の間のギャップ$(Q_{\text{max}}-Q_{\text{mirror}})$も考慮し、対象構成における非対称性の定量化子として使用する。
数値最適化により、最も非対称な構成が単位ブロッホ球面上の右スケールの三角形を形成することが示される。
最後に、我々のプロトコルを公開量子プロセッサに実装し、ミラー対称境界の明確な違反は、量子ビット状態の実験的三重項の構成における非対称性を証明している。
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