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将零概率约束纳入设备无关随机性扩展

量子物理 2024-01-17 v1

摘要

量子理论的一个显著特征是其测量结果通常不可预测,或者说,是随机的。此外,这种随机性在所谓的设备无关(DI)范式下,仅需极少的假设即可被认证,其中设备的行为无需预设,而可通过其产生的统计数据进行验证。在本工作中,我们探索了在此设定下可认证的各种随机性形式,其中两个用户可对其共享的纠缠态执行两次二值结果测量。在此情形下,尽管 Clauser-Horne-Shimony-Holt(CHSH)Bell 不等式违背是产生 DI 可认证随机性的先决条件,但仅凭 CHSH 值通常并不能给出可认证随机性的紧确界。在此,我们确定了当零概率约束被纳入标准局部和全局随机性以及所谓“盲”随机性的 DI 随机性扩展任务时的可认证随机性。渐近地,对于广泛的给定 CHSH Bell 违背值范围,我们观察到随着零约束数量的增加,DI 可认证随机性(所有种类)的量有一致的提升。然而,若我们进一步对允许的 CHSH 值进行优化,则这些额外约束相对于标准基于 CHSH 协议的优势仅在全局和盲随机性的情形下显现。相比之下,在有限数据区域,与所有现有协议相比,这些零约束仅在局部随机性速率上给出轻微改进。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.08452,
  title  = {Incorporating Zero-Probability Constraints to Device-Independent Randomness Expansion},
  author = {Chun-Yu Chen and Kai-Siang Chen and Kai-Min Chung and Min-Hsiu Hsieh and Yeong-Cherng Liang and Gelo Noel M. Tabia},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.08452},
  year   = {2024}
}

备注

8+7 pages, 3 figures, 2 tables