经典与量子维度的实验设备无关测试

任何通信和计算任务的基本资源是可传输和处理的信息量。编码在经典系统中的信息受系统维度 $d_c$（即可区分状态的数量）的限制。具有 $d_c=2^n$ 个经典状态的系统可携带 $n$ 比特经典信息。编码在量子系统中的信息受系统希尔伯特空间维度 $d_q$（即完全可区分的量子态数量）的限制。具有 $d_q=2^n$ 个完全可区分量子态的系统可携带 $n$ 个量子比特的量子信息。更高维度的物理系统可能实现更高效和强大的信息处理协议。维度在量子密码学和随机数生成中至关重要，许多方案的安全性关键依赖于系统的维度。从基础视角看，维度可用于量化关联的非经典性，因为由维度为 $d_q$ 的量子系统产生的关联的经典模拟可能需要维度 $d_c \gg d_q$ 的经典系统。出于所有这些原因，信息论中的一个基本问题是在“设备无关”场景下评估物理系统的（经典或量子）维度，即在不参考系统规格的情况下（这些规格可能由不诚实的供应商、窃听者或破坏者控制）。在本贡献中，我们报告了针对黑盒发射系统实现这一目标的实验。我们的结果表明，实验中使用的维度见证器可能成为测试不可靠来源所提供系统的有力工具。