論文の概要: Quantifying nonclassicality in qubit systems via positive operator-valued measures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.13088v1
- Date: Thu, 13 Aug 2026 10:55:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-14 18:29:38.496077
- Title: Quantifying nonclassicality in qubit systems via positive operator-valued measures
- Title（参考訳）: 正作用素値測度による量子ビット系の非古典性の定量化
- Abstract要約: 我々は、コルモゴロフ整合性条件に違反した量子ビット系に対する非古典性の操作測度を導入する。
非射影測定により、対角初期状態においても非古典性を明らかにすることができる。
その結果,Kolmogorov整合性,Leggett-Garg不等式,およびPOVMを結合し,非古典性を検出するための実験的なツールを提供する。
- 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: We introduce an operational measure of nonclassicality for qubit systems based on the violation of Kolmogorov consistency conditions in sequential measurements. In contrast to previous work by Milz et al.~\cite{Milz-2020}, who characterized classicality via NCGD maps, and Sakuldee et al.~\cite{Sakuldee-2022a, Sakuldee-2022b}, who studied quantum correlations under measurement disturbance, our witness explicitly quantifies nonclassicality in terms of the POVM unsharpness parameter $a_z$. For projective measurements on an initially diagonal state, the witness vanishes identically, showing that such measurements cannot reveal nonclassicality. However, by generalizing to positive operator-valued measures (POVMs), we find that non-projective measurements can reveal nonclassicality even for diagonal initial states. We derive explicit expressions for the witness for general initial states, including coherences, and show that its maximum value is $1/4$, which is a new result achieved for unbiased POVMs, maximal dephasing, and equal initial populations. Our results connect Kolmogorov consistency, Leggett-Garg inequalities, and POVMs, providing an experimentally accessible tool for detecting nonclassicality in qubit systems with potential applications in quantum technology certification.
- Abstract（参考訳）: 逐次測定におけるコルモゴロフ整合条件違反に基づく量子ビット系の非古典性の操作的尺度を提案する。
NCGD写像による古典性を特徴づけた Milz et al ~\cite{Milz-2020} と、測定障害下で量子相関を研究した Sakuldee et al ~\cite{Sakuldee-2022a, Sakuldee-2022b} とは対照的に、我々の目撃者はPOVMアンシャープネスパラメータ$a_z$ で非古典性を明示的に同定する。
当初対角状態の射影的測定では、証人は同一に消滅し、そのような測定が非古典性を明らかにすることができないことを示す。
しかし、正の作用素値測度(POVM)に一般化することにより、対角初期状態においても、非射影測度が非古典性を示すことが分かる。
我々は、コヒーレンスを含む一般的な初期状態の証人に対する明示的な表現を導き、その最大値が1/4$であることを示し、これは、偏見のないPOVM、最大嫌悪、同じ初期人口に対して達成された新しい結果である。
我々は,量子技術認定に応用可能な量子ビットシステムの非古典性を検出する実験ツールとして,Kolmogorov整合性,Leggett-Garg不等式,POVMを結合した。
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