論文の概要: Characterizing and Harnessing Correlations Featuring Independent Qubit Devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.12022v1
• Date: Tue, 14 Oct 2025 00:04:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-15 19:02:32.120623
• Title: Characterizing and Harnessing Correlations Featuring Independent Qubit Devices
• Title（参考訳）: 独立量子デバイスを特徴とする特徴付けとハラスメント相関
• Authors: Liang-Liang Sun, Xiang Zhou, Chengjie Zhang, Zizhu Wang, Yong-Shun Song, Sixia Yu,
• Abstract要約: 本稿では,ベルの量子ビット系における相関を特徴付ける枠組みを提案する。 次に、デバイスを参照し、必ずしも極端あるいは非局所的でない相関関係で絡み合いを検出するためのプロトコルを導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.469801281641975
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: We propose a framework to characterize the correlations in qubit systems for Bell and prepare-and-measure scenarios with independent devices -- a typically non-convex problem. Based on this result, we introduce protocols for referring devices and detecting entanglement with correlation that are not necessarily extreme or nonlocal, as required by common linear approach. } Specifically, our correlation criterion, derived from uncertainty relation specific to qubit systems, can capture the non-convex nature of the set of correlations arising from Bell and prepare-and-measure scenarios, as demonstrated through concrete examples. Conversely, when given an observed correlation, our framework can refer potential measurements and quantum states -- which are sometimes uniquely determined -- even with correlations that are not extreme. This extends common protocols that merely verify devices using extreme correlations. We then enhance entanglement detection for qubit system by incorporating the inferred information in Navascu\'{e}s-Pironio-Ac\'{i}n (NPA) hierarchy, showing that some local correlations can also verify entanglement. Since the scenarios considered here are standard platforms for most quantum information protocols and device inference is a central issue in quantum information science, our methodology, which is well-suited to these tasks, may provide a foundation for a broad range of applications.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,ベルのキュービットシステムにおける相関と,非凸問題である独立デバイスに対する準備と測定のシナリオを特徴付ける枠組みを提案する。 この結果に基づき,一般線形アプローチで要求されるように,必ずしも極端あるいは非局所的でない相関関係によるデバイスを参照し,絡みを検知するためのプロトコルを導入する。 具体的には, 量子ビット系固有の不確実性関係から導かれる相関基準は, ベルから生じる相関の集合の非凸性や, 具体例で示すように, 実測のシナリオを捉えることができる。 逆に、観測された相関が与えられた場合、我々のフレームワークは、極端な相関がなくても、ポテンシャル測定と量子状態(時に一意に決定される)を参照することができる。 これにより、極端な相関を使ってデバイスを単に検証する共通プロトコルが拡張される。 次に,NPA階層に推定情報を組み込むことにより,量子ビット系の絡み検出を強化し,いくつかの局所相関が絡み付けを検証可能であることを示す。 ここで考慮すべきシナリオは,ほとんどの量子情報プロトコルの標準プラットフォームであり,デバイス推論は量子情報科学の中心的な問題である。

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