Prepare-and-Magic:制备-测量场景中的半设备无关幻态认证
量子物理
2025-09-18 v2
摘要
非稳定子性是量子计算优势的重要资源,因为稳定子态可以进行高效的经典模拟。我们开发了一个半设备无关框架,用于在制备-测量(PAM)场景中认证非稳定子态,该框架仅依赖于对系统维度的假设。在此框架内,我们引入了制备-测量见证,可以区分稳定子态与非稳定子态,并提供了对这些见证的阈值违背可认证非稳定子性的解析证明。在最简单的设定中:三种制备、两种测量和量子比特系统,超过特定阈值即可保证至少有一个制备态位于稳定子多胞形之外,而更强的违背则可认证至少有两个。我们通过将该方法与量子随机存取码相联系来扩展其应用,同时将结果推广到量子三能级系统,并引入了基于态重叠(Gram 矩阵)的认证非稳定子性的必要条件。这些结果提供了一套半设备无关工具,用于使用制备-测量不等式实际且系统地验证非稳定子态。
引用
@article{arxiv.2506.02226,
title = {Prepare-and-Magic: Semi-Device Independent Magic Certification in the Prepare-and-Measure Scenario},
author = {Santiago Zamora and Rafael A. Macedo and Tailan S. Sarubi and Moisés Alves and Davide Poderini and Rafael Chaves},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.02226},
year = {2025}
}
备注
12 + 4 pages, 5 figures