利用独立量子比特的非凸量子关联以开发量子信息协议
量子物理
2026-04-21 v2
摘要
Bell 实验和准备-测量实验中的量子关联是探测非经典性并实现基于设备的量子信息协议的核心资源。在缺乏共享公共随机性（即无跨次数混合）的情况下，即使是量子比特关联集通常也是非凸的，这使得标准的凸特征描述不足。本文从不确定性关系中推导出针对量子比特的约束，得到一种用于准备-测量和 Bell 场景中观测统计数据的、无状态依赖的一致性测试。该测试捕获了代表性关联族中显式非凸边界，并通过限制（有时甚至唯一确定）量子比特不变测量参数来实现基于关联的设备推断，即使不位于极端点。此外，将推断得到的量子比特约束作为额外条件纳入矩矩阵松弛，可强化可分离性测试，并可在独立设备模型下对 Bell 局域关联实现纠缠认证。这些工具为 characterize and leverage low-dimensional quantum devices 提供了实用路径，包括认证、随机生成和纠缠验证。
引用
@article{arxiv.2510.12022,
title = {Harnessing Non-convex Quantum Correlations of Independent Qubits},
author = {Liang-Liang Sun and Xiang Zhou and Chengjie Zhang and Zizhu Wang and Yong-Shun Song and Sixia Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.12022},
year = {2026}
}