論文の概要: Random access Bell game by sequentially measuring the control of the quantum SWITCH

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.04272v1
• Date: Thu, 06 Nov 2025 11:08:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-07 20:17:53.39901
• Title: Random access Bell game by sequentially measuring the control of the quantum SWITCH
• Title（参考訳）: 量子SWITCHの制御を逐次測定したランダムアクセスベルゲーム
• Authors: Gaurang Agrawal, Saptarshi Roy,
• Abstract要約: 雑音環境におけるベル非局所性のような量子相関を保存することは、量子技術にとって根本的な課題である。 我々は,絡み合った粒子が同一の雑音ブロックを連続して伝播するタスクであるランダムアクセスベルゲーム(RABG)を紹介した。 それぞれのノイズブロックが2つの完全消去チャネル(量子および古典的容量の消滅を伴う極端な絡み合うチャネル)から構成されるシナリオを考察する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.9533044769534453
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Preserving quantum correlations such as Bell nonlocality in noisy environments remains a fundamental challenge for quantum technologies. We introduce the Random Access Bell Game (RABG), a task where an entangled particle propagates through a sequence of identical noisy blocks, and the ability to violate a Bell inequality is tested at a randomly chosen point (access node). We consider a scenario where each noisy block is composed of two complete erasure channels, an extreme entanglement-breaking channel with vanishing quantum and classical capacities. We investigate the performance of the Random Access Bell Game in this configuration and attempt to mitigate the effect of noise by coherently controlling the order of each channel in the noise using the quantum {\tt SWITCH}. However, the quantum {\tt SWITCH} in its canonical setup with a coherent state in the control fails to provide any advantage in the Random Access Bell Game. Our main contribution is a protocol that leverages initial entanglement between the target and control of the quantum {\tt SWITCH} and employs sequential, unsharp measurements on the control system, showing that it is possible to guarantee a Bell violation after an arbitrarily large number of channel applications. Furthermore, our protocol allows for a near-maximal (Tsirelson bound) Bell violation to be achieved at any desired round, while still ensuring violations in all preceding rounds. We prove that this advantage is specific to generalized Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) states, as the protocol fails for W-class states, thus providing an operational way to distinguish between these two fundamental classes of multipartite entanglement.
• Abstract（参考訳）: 雑音環境におけるベル非局所性のような量子相関を保存することは、量子技術にとって根本的な課題である。 ランダムアクセスベルゲーム (RABG) は, 絡み合った粒子が同一の雑音ブロックを連続して伝播し, ランダムに選択された点(アクセスノード)でベルの不等式を犯す能力をテストする。 それぞれのノイズブロックが2つの完全消去チャネル(量子および古典的容量の消滅を伴う極端な絡み合うチャネル)で構成されているシナリオを考察する。 本研究では,この構成におけるランダムアクセスベルゲームの性能について検討し,量子SWITCHを用いて各チャンネルの順序を整合的に制御することにより,ノイズの影響を緩和しようとする。 しかし、量子 {\tt SWITCH} は、制御におけるコヒーレントな状態を持つ正則的な設定であり、ランダムアクセスベルゲームにおいていかなる利点も与えない。 我々の主な貢献は、量子 {\tt SWITCH} のターゲットと制御の間の初期絡み合いを利用して、制御系上で逐次的かつ非シャープな測定を行い、任意の数のチャネルアプリケーションでベル違反を保証できることを示すプロトコルである。 さらに、我々のプロトコルでは、任意の所望のラウンドで、ほぼ最大(Tsirelson境界)ベル違反を達成できると同時に、前回のラウンドすべてにおいて、引き続き違反を保証できる。 この利点は、GHZ(Greenberger-Horne-Zeilinger)状態の一般化に特有であることが証明され、このプロトコルはW級状態に対して失敗するので、これら2つの基本クラスである多部絡みを区別する操作方法を提供する。

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