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噪声量子测量的最大内在随机性

量子物理 2025-07-29 v2

摘要

量子物理具有一种无 classical 框架下的内在且私有的随机性形式。任何用于量子随机性生成的方案都涉及作用于量子态的测量。在本工作中,我们考虑以下问题:给定量子测量,可从中生成多少随机性?现实中,测量是噪声的,因而包含额外的、源于无知的外在随机性。这种外在随机性并非私有,因为在对手模型下,其形式为由窃听者持有的量子侧信息,可用于预测测量结果。测量的随机性随着窃听者猜测概率的最小化来量化,该优化一般难以计算,但我们在此针对任意二维结果量子测量以及与白噪声混合的任意维度的 projective 测量求解。我们还为给定测量概率分布构造不同的实现:(i)噪声态与无噪声测量;(ii)无噪声态与噪声测量;(iii)噪声态与测量,我们证明后者赋予窃听者显著更高的猜测能力。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.22294,
  title  = {Maximal intrinsic randomness of noisy quantum measurements},
  author = {Fionnuala Curran and Morteza Moradi and Gabriel Senno and Magdalena Stobinska and Antonio Acín},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.22294},
  year   = {2025}
}

备注

5+28 pages, 3+4 pictures. Correction to Appendix A