論文の概要: No-cost Bell Nonlocality Certification from Quantum Tomography and Its Applications in Quantum Magic Witnessing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.25068v1
• Date: Wed, 31 Dec 2025 18:59:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-01 23:27:28.751947
• Title: No-cost Bell Nonlocality Certification from Quantum Tomography and Its Applications in Quantum Magic Witnessing
• Title（参考訳）: 量子トモグラフィーによる非コストベル非局所性証明とその量子マジックウィットネスへの応用
• Authors: Pawel Cieslinski, Lukas Knips, Harald Weinfurter, Wieslaw Laskowski,
• Abstract要約: 同一のパウリ基底測定を非局所性の証明に利用できることを示す。 我々のフレームワークは、基本的な非局所性テストの観点から、トモグラフィーデータを再解釈することを可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Tomographic measurements are the standard tool for characterizing quantum states, yet they are usually regarded only as means for state reconstruction or fidelity measurement. Here, we show that the same Pauli-basis measurements (X, Y, Z) can be directly employed for the certification of nonlocality at no additional experimental cost. Our framework allows any tomographic data - including archival datasets -- to be reinterpreted in terms of fundamental nonlocality tests. We introduce a generic, constructive method to generate tailored Bell inequalities and showcase their applicability to certify the non-locality of states in realistic experimental scenarios. Recognizing the stabilizer nature of the considered operators, we analyze our inequalities in the context of witnessing quantum magic - a crucial resource for quantum computing. Our approach requires Pauli measurements only and tests the quantum magic solely through the resources present in the state. Our results establish a universal standard that unifies state tomography with nonlocality certification and its application to quantum magic witnessing, thereby streamlining both fundamental studies and practical applications.
• Abstract（参考訳）: トモグラフィー測定は量子状態の特徴付けの標準ツールであるが、通常は状態再構成や忠実度測定の手段としてのみ扱われる。 ここでは、同じパウリ基底測定(X, Y, Z)を、追加の実験コストなしで非局所性認証に直接適用可能であることを示す。 私たちのフレームワークでは、アーカイブデータセットを含むトモグラフィーデータを、基本的な非局所性テストの観点から再解釈することが可能です。 本稿では,ベルの不等式を生成するための汎用的,建設的な手法を導入し,現実的な実験シナリオにおける状態の非局所性を証明するための適用性を示す。 考慮された演算子の安定化の性質を認識し、量子コンピューティングにとって重要なリソースである量子魔法を目撃する文脈において、我々の不等式を分析する。 我々のアプローチでは、パウリの測定のみを必要とし、状態にあるリソースのみを通して量子魔法をテストします。 本研究は,非局所性証明と状態トモグラフィを統一する普遍的標準を確立し,量子魔法目撃への応用により,基礎研究と実用化の両面を合理化するものである。

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