論文の概要: Robust Device-Independent Certification of Boolean-Phase Gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.09836v1
• Date: Wed, 09 Sep 2026 07:41:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-10 19:44:08.940514
• Title: Robust Device-Independent Certification of Boolean-Phase Gates
• Title（参考訳）: ブール位相ゲートのロバストデバイス非依存認証
• Abstract要約: デバイスに依存しない量子ゲートの認証には、同じ参照量子ビットを特定するために入力および出力テストが必要である。 ブール位相ゲートのロバストな認証手法を開発した。 ゲートの代数構造は、量子計測設計から局所的な結果の古典的処理へと、ターゲット依存の情報をどうシフトするかを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 43.185722326013035
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Device-independent certification of a quantum gate requires the input and output tests to identify the same reference qubits. Self-testing the output Choi state alone does not guarantee this consistency. We develop a robust certification scheme for Boolean-phase gates, a broad family of computational-basis diagonal gates specified by Boolean functions. Boolean derivatives convert the target-dependent phase information into classical signs that can be evaluated from local measurement outcomes. This leads to Bell tests built from CHSH blocks using two binary measurements per party and no entangling measurements. At maximal violation, the tests self-test the normalized Choi state and the measured observables. Away from the maximum, they give an explicit affine lower bound on the extracted-state squared fidelity that is uniform over all Boolean functions and valid in arbitrary local dimensions. We then combine an identity test and a gate-output test in an independent-source network in which the reference devices use the same physical observables, obtaining a closed-form Choi-fidelity bound for an effective \(n\)-qubit channel. For CCZ, a joint six-party analysis gives a stronger robustness bound without changing the Bell expression or measurement settings. The construction shows how the algebraic structure of a gate can shift target-dependent information from quantum measurement design to classical processing of local outcomes.
• Abstract（参考訳）: デバイスに依存しない量子ゲートの認証には、同じ参照量子ビットを特定するために入力および出力テストが必要である。 出力のChoi状態のみを自己テストすることは、この一貫性を保証しません。 ブール関数で指定された計算基底対角ゲートの広いファミリーであるブール位相ゲートのロバストな認証手法を開発する。 ブール微分は、目標に依存した位相情報を局所的な測定結果から評価できる古典的な記号に変換する。 これにより、CHSHブロックから構築されたBellテストは、パーティ毎に2つのバイナリ測定を使用し、絡み合う測定は行わない。 最大違反時には、テストは正規化されたChoi状態と測定された可観測物質を自己検査する。 最大値以外では、抽出された状態の正方形忠実度に明示的なアフィン下界を与え、すべてのブール函数に一様であり、任意の局所次元で有効である。 次に,参照デバイスが同じ物理オブザーバブルを使用する独立系ネットワークにおけるIDテストとゲートアウトプットテストを組み合わせて,実効的な \(n\)-量子チャネルに対して有界な閉形式Choi-fidelity を得る。 CCZでは、ジョイント6パーティ分析により、ベル式や測定設定を変更することなく、強い堅牢性を実現する。 構成は、ゲートの代数構造が、ターゲット依存の情報を量子計測設計から局所的な結果の古典的処理にどのようにシフトするかを示している。

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