可扩展的两量子比特最大纠缠态反仪射测试框架

设备独立量子信息的下一个前沿在于对可扩展且并行的量子资源进行认证，这些资源支撑着先进的量子技术。我们提出了一种用于最大纠缠两量子比特态（局部维数 $m_*=2^{\lfloor n/2 \rfloor}$，等价于 $\lfloor n/2 \rfloor$ 对最大纠缠两比特对）以及一个侧面上 $n$ 个反公交换观测的联合自测试框架。为此，我们采用包含两个时空分离观察者 Alice 和 Bob 的 $n$ 设置 Bell 不等式，Alice 和 Bob 分别拥有 $2^{n-1}$ 和 $n$ 个测量设置。我们推导了该不等式的局域本体上界，关键地采用 Sum-of-Squares 分解来确定最优量子上界，而无需预先假设态或观测的维数。随后我们证明，任何实现最大量子违反的物理实现，必然在局部分圆异构和复共轭下，对应于由局部维数至少为 $2^{\lfloor n/2 \rfloor}$ 的最大纠缠态以及形成 Clifford 代数不可约表示的局部观测构成的参考策略。该构造因此表明，与 $n$ 个互不公交换观测兼容的最小维数可通过所提出 Bell 功能的最大违反而被自测试。最后，我们通过建立量贝尔值偏离程度与实现策略与理想策略之间保真度之间的定量关系，分析了该协议的鲁棒性。我们的结果因此提供了一种可扩展、维数无关的途径，用于在完全设备独立的框架下认证高维纠缠和 Clifford 测量。