論文の概要: Quantum Nonlocality and Device-Independent Randomness are Robust to Noisy Signaling Channels
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.21293v1
- Date: Wed, 20 May 2026 15:25:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-21 19:19:56.749493
- Title: Quantum Nonlocality and Device-Independent Randomness are Robust to Noisy Signaling Channels
- Title（参考訳）: 量子非局所性とデバイス非依存ランダム性はノイズ信号チャネルにロバストである
- Authors: Kuntal Sengupta, Lewis Wooltorton,
- Abstract要約: ベルの定理は、デバイスが絡み合った量子状態の特定の測定を行う場合、古典的な説明は除外できるというものである。
量子非局所性はそのような不完全性に対して堅牢か?
任意の測定を行う前に、バイナリチャネルが一方のパーティの入力のノイズの多いコピーを他方に送信した場合、その答えはイエスである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.00304396936267654
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Given a pair of isolated devices that accept random binary inputs and return binary outputs, a user can deduce from the observed data alone if the underlying mechanism can be explained classically. Bell's theorem further states that a classical explanation can be ruled out if the devices perform certain measurements on an entangled quantum state, underpinning the security of cryptographic protocols that are device-independent (DI). For certain protocols, such as those performed in a tight space, it might be difficult to perfectly enforce the non-signaling assumption required in Bell's theorem. This prompts the question: is quantum nonlocality robust to such imperfections? We show that if a binary channel sends a noisy copy of one party's input to the other before any measurements take place, the answer is yes. We completely characterize the vertices and facets of the local polytope in this scenario, and identify Bell inequalities that certify non-signaling quantum correlations. This is possible even when a near perfect copy of the input is sent. We go on to show that the identified inequalities are more robust to depolarizing noise than the Clauser-Horne-Shimony-Holt inequality when certifying DI randomness in this scenario. In addition, we characterize the local polytope when both parties receive a noisy copy of each other's input and make similar conclusions, leaving many new potential Bell inequalities to be explored.
- Abstract（参考訳）: ランダムなバイナリ入力を受け入れ、バイナリ出力を返す2つの分離されたデバイスが与えられた場合、ユーザは、基礎となるメカニズムを古典的に説明できれば、観測データのみから推測することができる。
ベルの定理はさらに、デバイスが絡み合った量子状態の特定の測定を行い、デバイス非依存(DI)である暗号プロトコルのセキュリティを支えている場合、古典的な説明は除外できると述べている。
厳密な空間で実行されるようなある種のプロトコルでは、ベルの定理で必要とされる符号なしの仮定を完全に強制することは困難である。
量子非局所性はそのような不完全性に対して堅牢か?
任意の測定を行う前に、バイナリチャネルが一方のパーティの入力のノイズの多いコピーを他方に送信した場合、その答えはイエスである。
このシナリオでは、局所ポリトープの頂点と面を完全に特徴づけ、非シグナリング量子相関を証明したベルの不等式を同定する。
これは入力のほぼ完全なコピーが送信された場合でも可能である。
続いて、このシナリオにおけるDIランダム性を証明するとき、同定された不等式は、クローザー=ホルン=シモニー=ホルト不等式よりもノイズを非分極するために頑健であることを示す。
さらに、双方が互いの入力のノイズの多いコピーを受け取り、同様の結論を下すときの局所ポリトープを特徴付け、多くの新たなベルの不等式を探索する。
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