非定域性特征及其在纠缠辅助经典通信任务中的效能增益

该研究团队揭示了非定域性与关联辅助经典通信优势之间的关键联系。首先,通过线切割技术,研究人员构建了专门适用于任意关联辅助有限经典通信任务的贝尔不等式——量子关联对该不等式的违背程度,等同于其在相应通信任务中获得的量子辅助优势。其次,团队提出了“线读取”技术,该技术通过经典消息的可读性,在原本无法观察到优势的实验设置中证明了非定域关联的增强作用。基于此,研究人员在“无输入制备-测量”场景下构建了两类新型经典通信任务:第一类任务中,任何非定域刻面关联都能带来最优收益;第二类任务则专为特定非定域刻面设计。在这些任务中,该工作不仅验证了量子优势的存在,更首次观测到基于qutrit(三维量子比特)的纠缠优于qubit(二维量子比特)的通信增强效应,同时证明经典共享随机性辅助仅能获得严格次优的收益。值得注意的是,当采用有限经典通信时,非定域关联展现出经典随机性所无法实现的性能提升。

量科快讯