单配性纠缠博弈中“异或重复”的奇特案例

在该研究中,团队考虑了Tomamichel、Fehr、Kaniewski和Wehner[《新物理学杂志》”13]提出的著名纠缠单配性游戏的“决策”变体。在原始的“搜索”变体中,Alice在寄存器𝖠𝖡𝖢上制备一个(可能纠缠的)态;寄存器𝖠(由n个量子比特组成)被发送给裁判,而𝖡和𝖢被发送给Bob和Charlie;裁判随后以标准基或Hadamard基(均匀随机选择)测量每个量子比特。基的选择被发送给Bob和Charlie,目标是同时猜出裁判的n比特测量结果字符串x。Tomamichel等人证明,遵循完美并行重复定理,最优获胜概率为cos²ⁿ(π/8)。 该团队研究了该游戏的以下“决策”变体: **变体1“XOR重复”**:Bob和Charlie的目标是猜出x所有比特的XOR。Ananth等人[Asiacrypt ”24]猜想,相对于随机猜测的最优优势会随n呈指数衰减。令人惊讶的是,研究显示该猜想不成立——事实上完全没有衰减:存在对任意n均能以约0.85概率获胜的策略。更值得注意的是,该策略无需Alice、Bob和Charlie之间的任何纠缠。 **变体2“Goldreich-Levin式”**:裁判额外采样一个均匀随机的n比特字符串r,随基选择一并发送给Bob和Charlie。他们的目标是猜出r·x的奇偶性。研究证明,对于不共享纠缠的受限对手类别,其相对随机猜测的最优优势呈指数衰减。Champion等人和Çakan等人已证明类似结果,该研究给出了更直接的证明。 若变体2能抵抗一般对手(即最优获胜概率指数接近1/2),则意味着存在信息论“不可克隆比特”。研究提出了一个较为具体的猜想,该猜想与变体2的全局安全性等价。

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提交arXiv: 2025-09-01 23:20

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