可扩展的互反交换可观测量与最大纠缠双量子比特自测试

设备无关量子信息领域的下一个前沿在于对可扩展、并行量子资源的认证,这些资源是先进量子技术的基石。该研究团队提出了针对局部维度为m∗=2⌊n/2⌋(等价于⌊n/2⌋对最大纠缠双量子比特态)的最大纠缠双量子dit态,以及单侧n个反对易可观测量的同步自验证框架。为此,该工作采用了一个包含两个类空间隔观测者(Alice和Bob)的n设置贝尔不等式,其测量设置数分别为2n−1和n。研究人员推导了该不等式的局域本体论界限,并关键性地运用平方和分解方法,在不预设状态或可观测量的维度情况下确定了最优量子界限。随后该团队证明:任何达到最大量子违背值的物理实现,在局部等距变换和复共轭意义下,都必须对应于由至少2⌊n/2⌋局部维度的最大纠缠态及构成克利福德代数不可约表示的局部可观测量组成的参考策略。该构建由此表明:与n个相互反对易的可观测量相容的最小维度,会通过所提出贝尔泛函的最大违背值自然地实现自验证。最后,该工作通过建立观测贝尔值与实现策略和理想策略间保真度的定量偏差界限,分析了协议的鲁棒性。这些研究成果为全设备无关框架下高维纠缠态和克利福德测量的认证,提供了一条可扩展且维度无关的路径。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-03-16 09:22

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