論文の概要: Quantumness certification via non-demolition measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.09734v1
• Date: Wed, 10 Dec 2025 15:15:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-11 15:14:53.570738
• Title: Quantumness certification via non-demolition measurements
• Title（参考訳）: 非破壊測定による量子化認証
• Authors: Paolo Solinas, Stefano Gherardini,
• Abstract要約: 量子非破壊測定(QNDM)がこの認証の適切な手段である。 環境との相互作用による量子-古典遷移をQNDMで追跡できるアプリケーションについて論じる。 簡単な実装であるため、QNDMアプローチは量子力学の基礎と量子情報理論の両方に直接的な関係を持つことができる。
• 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: The fundamental question of when a static or dynamic system should be deemed intrinsically quantum remains a challenge to address in absolute terms. A rigorous criterion, however, can be established by focusing on the measurable or reconstructible features of the system. This determination transcends mere issues of a system's classical simulability or computational complexity. Instead, the critical requirement lies in the certification (ideally, in real-time) of the emergence and persistence of genuine quantum features, principally entanglement and quantum superposition. Quantum Non-Demolition Measurements (QNDM) serve as the appropriate instrument for this certification, both from a theoretical and experimental standpoint. In this review paper, we demonstrate, with accessible clarity, how the implementation of QNDM can be directly linked to a necessary and sufficient condition for the violation of macrorealism in finite-dimensional systems, establishing a conceptual parallel with Leggett-Garg inequalities. Using concrete examples that detail the detection of negative terms in the quasi-probability density function resulting from QNDM, we introduce the core concepts for certifying genuinely quantum features. As specific examples, we discuss an application where the quantum-to-classical transition due to the interaction with an environment can be tracked by QNDM. Moreover, we argue about the robustness of QNDM protocols in the presence of noise sources and their advantages with respect to the Leggett-Garg inequalities. Because of its straightforward implementation, the QNDM approach can be of direct relevance to both the foundations of quantum mechanics and quantum information theory, where a controlled generation and certification of genuinely quantum resources is a central concern.
• Abstract（参考訳）: 静的系や動的系が本質的に量子的に扱われるべきであるという根本的な問題は、絶対的な用語で解決する上での課題である。 しかし、厳密な基準は、システムの可測性や再構成性に注目して確立することができる。 この決定は、システムの古典的なシミュラビリティや計算複雑性の問題を超越する。 その代わり、重要な要件は(理想的には、リアルタイムに)真の量子的特徴、主に絡み合いと量子的重ね合わせの出現と持続性の証明にある。 量子非破壊測定(Quantum Non-Demolition Measurements, QNDM)は、理論と実験の両方の観点から、この認証の適切な手段である。 本稿では,QNDMの実装が有限次元システムにおけるマクロリアリズム違反の必要十分条件とどのように直接的に結びつくか,また,レゲット・ガーグの不等式と概念的並列性を確立するかを示す。 QNDMによる準確率密度関数における負項の検出を詳細に示す具体例を用いて、真に量子的特徴を証明するための中核概念を紹介する。 具体例として、環境との相互作用による量子-古典遷移をQNDMで追跡できるアプリケーションについて論じる。 さらに,ノイズ源の存在下でのQNDMプロトコルのロバスト性や,レゲット・ガルグの不等式に対する優位性についても論じる。 簡単な実装であるため、QNDMアプローチは量子力学の基礎と量子情報理論の両方に直接的な関係があり、真に量子資源の制御された生成と認証が中心的な関心事である。

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