通过顺序通信任务实现对不相容量子仪器的真实认证

量子仪器构成了量子动力学的普遍描述,将量子测量和量子通道作为特例包含在内。因此,量子仪器的不相容性是量子理论中非经典性的一种基本体现。本研究通过展示具有经典输入和输出的通信任务,确立了这一概念的操作意义,使得能够在半设备无关的框架下对不相容量子仪器进行认证。该研究引入了一类涉及发送方、中继方和接收方的三方通信任务,并推导了这类任务性能指标的严格上界——该上界可由中继方实施的所有相容仪器实现,且这一界限与在相同维度约束下经典通信所能达到的最优性能一致。违反这一界限即可证明中继方实施的一对量子仪器的不相容性。这识别了不相容仪器的认证作为通信中量子优势的一种表现。该认证协议具有真正性,因为它能够认证这样一对仪器:由这些仪器诱导的测量和通道彼此成对相容,因此该认证不依赖于由仪器诱导的测量和通道的不相容性。最后,该研究确定了通信场景中最简单的实例,使得能够对不相容量子仪器进行认证。

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提交arXiv: 2026-06-22 17:34

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