存在噪声情况下的非局域游戏与自测试
自验证是某些非局域博弈的关键特性,它仅通过参与者观测到的输入-输出关联关系,就能唯一确定其使用的底层量子态与测量算子[MY04]。针对当前量子设备的局限性,该研究团队重点研究了高噪声环境下的自验证问题——其中两名参与者仅能共享多份具有任意恒定噪声率的纠缠态副本。在此条件下,现有多数自验证方案均无法证明任何非平凡结构。研究人员首先在假设参与者使用无迹可观测量前提下,将CHSH博弈[CHSH69]、魔术方博弈[Mer90a]以及n选2 CHSH博弈[CRSV18]的最大获胜概率表征为噪声率的函数,这些结果为构建噪声率估计的设备无关协议奠定了基础。通过进一步分析,该工作证明这三种博弈(辅以强制二元观测量无迹的附加测试)可分别自验证一对、两对及n对反对易的泡利算子。这是目前已知的首批具备高噪声鲁棒性、即使参与者测量存在噪声仍有效的自验证方案。相关证明过程采用了量子证明系统与量子学习理论中的平方和(SoS)分解技术与泡利分析方法。
