論文の概要: Maximal intrinsic randomness of noisy quantum measurements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.22294v1
- Date: Fri, 27 Jun 2025 15:05:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-30 21:12:23.249985
- Title: Maximal intrinsic randomness of noisy quantum measurements
- Title（参考訳）: 雑音量子測定の最大固有乱数性
- Authors: Fionnuala Curran, Morteza Moradi, Gabriel Senno, Magdalena Stobinska, Antonio Acín,
- Abstract要約: 量子的測定をすれば、そこからどれだけのランダム性を生成することができるのか?
この研究では、以下の疑問を考察する: 量子測度が与えられた場合、そこからどれだけのランダム性が生成されるか?
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4913052010438639
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum physics exhibits an intrinsic and private form of randomness with no classical counterpart. Any setup for quantum randomness generation involves measurements acting on quantum states. In this work, we consider the following question: Given a quantum measurement, how much randomness can be generated from it? In real life, measurements are noisy and thus contain an additional, extrinsic form of randomness due to ignorance. This extrinsic randomness is not private since, in an adversarial model, it takes the form of quantum side information held by an eavesdropper who can use it to predict the measurement outcomes. Randomness of measurements is then quantified by the guessing probability of this eavesdropper, when minimized over all possible input states. This optimization is in general hard to compute, but we solve it here for any two-outcome qubit measurement and for projective measurements in arbitrary dimension mixed with white noise. We also construct, for a given measured probability distribution, different realizations with (i) a noisy state and noiseless measurement (ii) a noiseless state and noisy measurement and (iii) a noisy state and measurement, and we show that the latter gives an eavesdropper significantly higher guessing power.
- Abstract（参考訳）: 量子物理学は、古典的とは無関係に、本質的で私的なランダム性を示す。
量子ランダムネス生成の任意のセットアップは、量子状態に作用する測定を含む。
この研究では、以下の疑問を考察する: 量子測度が与えられた場合、そこからどれだけのランダム性が生成されるか?
実生活では、測定はうるさいため、無知による外在的なランダム性を含む。
この外在的ランダム性は、逆数モデルでは、測定結果の予測に使用可能な盗聴者によって保持される量子側情報の形式を取るため、プライベートではない。
測定のランダム性は、全ての可能な入力状態に対して最小化される場合、この盗聴器の推測確率によって定量化される。
この最適化は一般には計算が難しいが、ここでは二つの出力量子ビットの測定と、ホワイトノイズを混合した任意の次元の射影測定について解決する。
また、与えられた測定された確率分布に対して、異なる実現法を構築する。
一 騒音の無い状態及び騒音の無い測定
(二)ノイズのない状態及び騒音の測定及び
(三)ノイズ状態と測定値から、後者は盗聴器の推算力を大幅に高めることを示す。
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