論文の概要: Faking entanglement with imperceptible measurement deviations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.20396v1
• Date: Thu, 18 Jun 2026 15:49:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-19 18:23:39.962674
• Title: Faking entanglement with imperceptible measurement deviations
• Title（参考訳）: 知覚不可能な測定偏差による絡み合い
• Abstract要約: 実験的なスキームは通常、量子計測が正確に実現できるという仮定に依存している。 測定装置に逆エンコードされた場合、任意に小さな測定誤差が、高次元エンタングルメントの誤証明につながることを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum entanglement is a central resource underpinning emerging quantum technologies, enabling capabilities beyond those of classical systems. Accurate verification of entanglement is therefore crucial. However, experimental schemes usually rely on the assumption that quantum measurements can be realized exactly. As the complexity of a quantum system grows, this assumption typically becomes increasingly unrealistic, therefore leading to a widening mismatch between theoretical models and experimental implementations. Here we demonstrate that arbitrarily small measurement errors, when adversarially encoded in the measurement apparatus, can lead to the false certification of high-dimensional entanglement in systems that are, in fact, separable. This is achieved by introducing explicit hacking attacks to measurement devices in well-established entanglement verification tests. We further experimentally demonstrate this effect using classical photonic states encoded in the spatial degree of freedom, spanning up to 61 dimensions with measurement fidelity errors as low as 0.23%. Our results uncover a fundamental vulnerability in current methods for high-dimensional entanglement detection, highlighting the susceptibility of complex quantum devices to small adversarial perturbations. The findings underscore the need for developing secure verification of quantum information that is robust to bounded discrepancies between theory and experiment.
• Abstract（参考訳）: 量子絡み合い(quantum entanglement)は、新しい量子技術を支える中心的なリソースであり、古典的なシステムを超えた能力を実現する。 したがって、絡み合いの正確な検証が重要である。 しかし、実験的なスキームは通常、量子計測が正確に実現できるという仮定に依存している。 量子システムの複雑さが増大するにつれて、この仮定は通常ますます非現実的になり、したがって理論モデルと実験的な実装とのミスマッチが広がる。 ここでは、測定装置に逆符号化された場合、任意に小さな測定誤差が、実際には分離可能なシステムにおいて、高次元の絡み合いの誤証明につながることを示す。 これは、確立された絡み合い検証テストにおいて、測定装置に明示的なハッキング攻撃を導入することで達成される。 さらに, 空間的自由度を符号化した古典的フォトニック状態を用いて, 測定忠実度誤差を0.23%以下で61次元まで拡大し, この効果を実験的に実証した。 以上の結果から,高次元絡み検出法の基本的脆弱性が明らかとなり,複雑な量子デバイスによる小さな対向摂動に対する感受性が明らかにされた。 この結果は、理論と実験の間の有界差に頑健な量子情報のセキュアな検証を開発する必要性を浮き彫りにしている。

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