論文の概要: No Bound Randomness in Quantum Nonlocality

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.08623v1
• Date: Wed, 10 Sep 2025 14:19:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-11 15:16:52.452031
• Title: No Bound Randomness in Quantum Nonlocality
• Title（参考訳）: 量子非局所性における境界ランダム性
• Authors: Ravishankar Ramanathan, Yuan Liu, Yutian Wu, Stefano Pironio,
• Abstract要約: DIランダム性増幅プロトコルでは、任意の量子非局所性はランダム性を証明するのに十分である。 固定入出力推定確率とは対照的に、全ての入力に対する平均推定確率は非局所性の忠実で単調な測度である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.4072037792858034
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Recently it has been found that there exist maximally nonlocal quantum correlations that fail to certify randomness for any fixed input pair, rendering them useless for device-independent spot-checking randomness expansion schemes. Here we show that conversely, in DI randomness amplification protocols where all input pairs are used for randomness generation, any amount of quantum nonlocality is sufficient to certify randomness. This shows that no bound randomness exists in quantum nonlocality - any quantum nonlocal behavior is useful in a DI randomness generation task with appropriate modification of protocol structure. Secondly, we show that in contrast to the hitherto considered fixed-input guessing probability, the average guessing probability over all inputs is a faithful and monotonic measure of nonlocality. We use the average guessing probability to show that in contrast to findings in PRL 134, 090201, the detection efficiency threshold for randomness generation is never lower than that for nonlocality detection. Finally, we analytically compute the average guessing probability by a quantum adversary of a single player's measurement outputs in a standard CHSH Bell test, and use it to demonstrate an improvement in the generation rate in state-of-art amplification protocols.
• Abstract（参考訳）: 近年、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最大非局所量子相関が存在しており、デバイス非依存のスポットチェックランダムネス拡張スキームでは役に立たないことが判明した。 逆に、全ての入力ペアがランダムネス生成に使用されるDIランダムネス増幅プロトコルでは、任意の量子非局所性がランダムネスの証明に十分であることを示す。 このことは、量子非局所性には有界ランダム性は存在しないことを示しており、任意の量子非局所挙動は、プロトコル構造を適切に修正したDIランダム性生成タスクにおいて有用である。 第二に、固定入出力推定確率と対照的に、全ての入力に対する平均推定確率は、非局所性の忠実で単調な尺度であることを示す。 PRL 134, 090201 の発見とは対照的に, ランダムネス生成における検出効率しきい値が非局所性検出よりも低いことを示すために, 平均推定確率を用いた。 最後に、標準的なCHSH Bellテストにおいて、単一プレーヤーの計測出力の量子逆数による平均推定確率を解析的に計算し、これを用いて、最先端増幅プロトコルにおける生成率の向上を実証する。

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