量子科技中心_量科网

确定正算子值测度（POVMs，量子测量中最普遍的类别）在何种条件下能超越投影测量，仍是一个具有挑战性且尚未解决的难题。其中特别值得关注的是“可投影模拟的POVMs”——这类测量可通过投影测量的概率混合实现，因而无法展现优于投影方案的优势。然而，界定可模拟与不可模拟POVMs的边界是一项艰巨任务：现有工具要么无法高效扩展，要么实验可行性有限，或仅适用于特定POVMs。本研究提出并通过实验验证了一种通用方法，通过引入半定规划的层级结构来认证POVMs的不可模拟性。该方法为任意POVMs的临界可见度非模拟性度量提供了紧上界（多数情况下为紧界），其性能优于现有判据。基于囚禁离子qudit量子处理器，研究人员通过构建非模拟性证伪子，实验验证了二维和三维POVMs的不可模拟性，并提出了框架的改进版本使其对态制备误差具有鲁棒性。最后，该工作将结论拓展至附加辅助量子系统的实验场景。