统一场景下的量子优势与资源的安全探测

量子资源可能提供相对于经典资源的优势。我们称之为量子优势。在此我们考虑单一通信任务来研究观测量子优势的不同方法。我们称此设定为统一场景。在我们的任务中,有三方——管理者、Alice和Bob。管理者将一个随机变量的值发送给Alice,同时Bob接收到关于该值的部分信息。最初,Alice和Bob都不知道从管理者处接收到的对方的输入。当且仅当管理者发送给Alice的随机变量值被Bob以始终大于二分之一的成功概率识别时,任务目标才达成。此处允许非零错误概率。然而,为帮助Bob,Alice向他发送有限量的经典或量子信息(cbit或qubit)。我们表明当Alice发送一个qubit时任务目标可以达成。另一方面,cbit通信不足以达成目标。从而确立了量子优势。我们进一步表明,在qubit通信下整个过程的最优成功概率可以高于cbit通信的最优成功概率。事实上,即使Alice和Bob在cbit通信之外还共享随机性,qubit通信的成功概率也更高。这显然展示了更显著的非经典特征。实际上,我们获得了比其他任务更高的成功概率。这也表明我们的任务具有易于实验的性质。然后我们将我们的任务与半设备无关联系起来,并展示我们的任务如何可用于以安全方式探测通信的量子性。随着随机变量维度的增加,为达成目标,量子与经典通信之间的分离也随之增大。