論文の概要: Genuine certification of incompatible quantum instruments through sequential communication tasks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.23647v1
- Date: Mon, 22 Jun 2026 17:34:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-24 17:28:47.324093
- Title: Genuine certification of incompatible quantum instruments through sequential communication tasks
- Title（参考訳）: 逐次通信タスクによる非互換量子機器の遺伝子認証
- Authors: Arindam Mitra, Satyaki Manna, Debashis Saha,
- Abstract要約: 量子機器の不適合性は、量子論における非古典性の顕在化を表す。
本稿では,送信者,中継者,受信者を含む3者間通信タスクのクラスを紹介する。
非互換な量子機器の認証を可能にする通信シナリオの最も単純な例を特定します。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.2344450263690305
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum instruments constitute the general description of quantum dynamics, encompassing both quantum measurements and quantum channels as special cases. Consequently, the incompatibility of quantum instruments represents a fundamental manifestation of nonclassicality in quantum theory. Here, we establish the operational significance of this notion by demonstrating communication tasks with classical inputs and outputs that enable the semi-device-independent certification of incompatible quantum instruments. We introduce a class of three-party communication tasks involving a sender, a relayer, and a receiver, and derive the tight upper bound of the figure of merits of these tasks achievable by all compatible instruments implemented by the relayer and this bound coincides with the optimal performance attainable in a classical communication subject to the same dimensional constraints. Violation of this bound certifies the incompatibility of the pair of quantum instruments implemented by the relayer. This identifies certification of incompatible instruments as a manifestation of quantum advantage in communication. This certification protocol is genuine as it is able to certify the incompatibility of a pair of instruments where the measurements and channels induced by the instruments are pairwise compatible and, therefore it does not depend on the incompability of measurements and channels induced by the instruments. Finally, we identify the simplest instances of our communication scenario that enable the certification of incompatible quantum instruments.
- Abstract（参考訳）: 量子機器は量子力学の一般的な記述であり、特別な場合として量子測定と量子チャネルの両方を包含する。
したがって、量子機器の不整合性は、量子論における非古典性の基本的な顕現である。
本稿では,非互換な量子機器の半デバイス非依存的な認証を可能にする古典的な入力と出力との通信タスクを実証することにより,この概念の運用上の意義を確立する。
我々は、送信者、中継者、受信者を含む3者間通信タスクのクラスを導入し、中継者によって実装された全ての互換機器によって達成されるこれらのタスクのメリットの図形の厳密な上限を導出し、この境界は、同じ次元制約を受ける古典的通信において達成可能な最適性能と一致する。
この境界の違反は、リレー器によって実装された一対の量子機器の不整合性を証明している。
これは、非互換な機器の認証を、通信における量子的優位性の顕在化として特定する。
この認証プロトコルは、機器によって誘導される測定とチャネルが相互に互換性がある一対の機器の非互換性を証明できるため、機器によって誘導される測定とチャネルの非互換性に依存しない。
最後に、非互換な量子機器の認証を可能にする通信シナリオの最も単純なインスタンスを特定する。
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