פרדוקס הרדי מוטה לחילוץ אקראיות בלתי תלוי במכשיר

הועלה מחדש על ידי אפלטון

עוקב: 0

שואי ז'או¹, רבישנקר רמנתן¹, יואן ליו¹, ו פאוול הורודצקי^2,3

¹המחלקה למדעי המחשב, אוניברסיטת הונג קונג, דרך פוקפולאם, הונג קונג
²המרכז הבינלאומי לתיאוריה של טכנולוגיות קוונטיות, אוניברסיטת גדנסק, ויטה סטווושה 63, 80-308 גדנסק, פולין
³הפקולטה לפיזיקה יישומית ומתמטיקה, האוניברסיטה הטכנולוגית של גדנסק, Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, פולין

מצא את העיתון הזה מעניין או רוצה לדון? סקייט או השאירו תגובה ב- SciRate.

תַקצִיר

הפרדיגמה הבלתי תלויה במכשיר זכתה להצלחות מרהיבות ביצירת אקראיות, הפצת מפתחות ובדיקה עצמית, אולם רוב התוצאות הללו הושגו בהנחה שצדדים מחזיקים בזרעים אקראיים מהימנים ופרטיים. במאמצים להרגיע את ההנחה של עצמאות מדידה, מבחני הלא-מקום של הרדי הוצעו כמועמדים אידיאליים. במאמר זה, אנו מציגים משפחה של פרדוקסים של הרדי מוטים המאפשרים בדיקה עצמית של מצבים טהורים של שני קיוביטים מסובכים, כמו גם לאשר עד $1$ של אקראיות מקומית. לאחר מכן, אנו משתמשים בבדיקות הרדי המוטות הללו כדי להשיג שיפור בקצב הייצור בפרוטוקולי הגברה האקראיות המתקדמים ביותר עבור מקורות Santha-Vazirani (SV) עם עצמאות מדידה מוגבלת באופן שרירותי. התוצאה שלנו מראה שהגברת אקראיות בלתי תלויה במכשיר אפשרית עבור מקורות SV מוטים באופן שרירותי וממצבים כמעט ניתנים להפרדה. לבסוף, אנו מציגים משפחה של מבחני Hardy עבור מצבים סבוכים מקסימלית של ממד מקומי $4, 8$ כמועמדים פוטנציאליים לחילוץ אקראיות DI לאשר עד למקסימום $2 log d$ סיביות של אקראיות גלובלית.

תמונה מוצגת: גבול תחתון של האנטרופיה המקסימלית הניתנת להשגה של $I_{alpha}^{MDL}$ ($alpha=frac{1}{2},alpha=frac{4}{5},alpha=1$) לעומת גבול תחתון $l$ של מקור SV חלש.

סיכום פופולרי

אנו מציגים משפחה של פרדוקסים נטויים של הרדי המאפשרים בדיקה עצמית של מצבים טהורים של שני קיוביטים מסובכים ואישור של עד $1$ ביט של אקראיות מקומית. תוך שימוש בבדיקות הרדי המוטות הללו, אנו משיגים קצבי יצירה משופרים בפרוטוקולי הגברה האקראיות החדישים ביותר עבור מקורות Santha-Vazirani (SV) עם עצמאות מדידה מוגבלת שרירותית. הממצאים שלנו מראים שהגברת אקראיות בלתי תלויה במכשיר אפשרית עבור מקורות SV מוטים באופן שרירותי וממצבים כמעט ניתנים להפרדה.

► נתוני BibTeX

@article{Zhao2023tiltedhardy, doi = {10.22331/q-2023-09-15-1114}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-09-15-1114}, title = {Tilted { H}פרדוקסים קשים לחילוץ אקראיות בלתי תלויה במכשיר}, מחבר = {ג'או, שואי ורמנתן, רבישנקר וליו, יואן והורודצקי, פאווה{l{}}}, יומן = {{קוואנטום}}, issn = {2521- 327X}, מוציא לאור = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, נפח = {7}, עמודים = {1114}, חודש = ספטמבר, שנה = {2023} }

► הפניות

[1] אלברט איינשטיין, בוריס פודולסקי ונתן רוזן. "האם תיאור קוונטי-מכני של המציאות הפיזית יכול להיחשב שלם?" פיזי. רפ' 47, 777 (1935).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.47.777

[2] ארווין שרדינגר. "דיון ביחסי הסתברות בין מערכות מופרדות." הוצאת אוניברסיטת קיימברידג'. (1935).
https: / / doi.org/ 10.1017 / S0305004100013554

[3] ג'ונתן בארט, לוסיאן הארדי ואדריאן קנט. "אין איתות והפצת מפתח קוונטי." פיזי. הכומר לט. 95, 010503 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.95.010503

[4] אנטוניו אסין, ניקולס ברונר, ניקולס גיסין, סרז' מסאר, סטפנו פירוניו, ולריו סקאראני. "אבטחה בלתי תלויה במכשיר של הצפנה קוונטית נגד התקפות קולקטיביות." פיזי. הכומר לט. 98, 230501 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.230501

[5] סטפנו פירוניו, אנטוניו אסין, סרג' מסאר, א. בוייר דה לה ג'ירודיי, דזמיטרי נ. מאטסוקוביץ', פיטר מאונץ, סטיבן אולמשנק, דיוויד הייז, לה לואו, ט. אנדרו מאנינג וס. מונרו. "מספרים אקראיים מאושרים על ידי משפט בל." טבע 464, 1021–1024 (2010) (2010).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature09008

[6] סטפנו פירוניו וסרג' מסאר. "אבטחה של יצירת אקראיות פרטית מעשית." פיזי. ר' א 87, 012336 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.87.012336

[7] דומיניק מאיירס ואנדרו יאו. "הצפנה קוונטית עם מנגנון לא מושלם." הליכים סימפוזיון שנתי 39 על יסודות מדעי המחשב, עמודים 503–509 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1109 / SFCS.1998.743501

[8] דומיניק מאיירס ואנדרו יאו. "מנגנון קוונטי לבדיקה עצמית." מידע קוונטי. מחשוב. 4(4), 273–286 (2004).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.quant-ph/0307205
arXiv: quant-ph / 0307205

[9] איבן שופיץ' וג'וזף בולס. "בדיקה עצמית של מערכות קוונטיות: סקירה." Quantum 4, 337 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-09-30-337

[10] קון טונג גו, צ'יטהרבאנו פרומנגט, ז'י שיאן לי, אלכסנדר לינג ולריו סקאראני. "השוואה נסיונית של טומוגרפיה ובדיקה עצמית באישור הסתבכות." פיזי. Rev. A 100, 022305 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.022305

[11] רוג'ר קולבק ורנאטו רנר. "ניתן להגביר את האקראיות החופשית." נאט. פיזי. 8, 450–453 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys2300

[12] רודריגו גאלגו, לואיס מסאנס, גונסאלו דה לה טורה, שיראג דארה, ליאנדרו אוליטה ואנטוניו אסין. "אקראיות מלאה מאירועים דטרמיניסטיים שרירותיים." נאט. Commun. 4, 2654 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms3654

[13] Ravishankar Ramanathan, Fernando GSL Brandão, Karol Horodecki, Michał Horodecki, Pawel Horodecki, and Hanna Wojewódka. "הגברת אקראיות תחת הנחות יסוד מינימליות במכשירים." פיזי. הכומר לט. 117, 230501 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.117.230501

[14] פרננדו GSL Brandão, Ravishankar Ramanathan, Andrzej Grudka, Karol Horodecki, Michał Horodecki, Pawel Horodecki, Tomasz Szarek, and Hanna Wojewódka. "הגברת אקראיות מציאותית סובלנית לרעשים באמצעות מספר סופי של מכשירים." נאט. Commun. 7, 11345 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms11345

[15] רבישנקר רמנתן, מיכל הורודצקי, חמאד אנוור, סטפנו פירוניו, קרול הורודצקי, מרקוס גרינפלד, סאדיק מוחמד, מוחמד בורננה ופאוול הורודצקי. "הגברת אקראיות ללא הוכחת איתות מעשית באמצעות פרדוקסים של הרדי והטמעה הניסיוני שלה." arXiv:1810.11648 (2018).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1810.11648
arXiv: 1810.11648

[16] מקס קסלר ורותם ארנון-פרידמן. "הגברה והפרטה של אקראיות בלתי תלויה במכשיר." IEEE Journal on Selected Areas in Information Theory 1(2), 568–584 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1109 / JSAIT.2020.3012498

[17] מיקלוש סנטה ואומש ו. וזיראני. "יצירת רצפים מעין אקראיים ממקורות חצי אקראיים." כתב עת למדעי המחשב והמערכת 33(1), 75–87 (1986).
https://doi.org/10.1016/0022-0000(86)90044-9

[18] אנטוניו אסין, סרג' מסאר וסטפנו פירוניו. "אקראיות מול חוסר מקומיות והסתבכות." פיזי. הכומר לט. 108, 100402 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.100402

[19] סדריק באפס וסטפנו פירוניו. "פירוק סכום של ריבועים למשפחה של אי-שוויון דמויי קלוזר-הורן-שמעוני-הולט ויישומם לבדיקה עצמית." פיזי. ר' א 91, 052111 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.91.052111

[20] אנדריאה קולדאנג'לו, קון טונג גו ולריו סקאראני. "כל המדינות הסבוכות הדו-צדדיות הטהורות ניתנות לבדיקה עצמית." נאט. Commun. 8, 15485 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms15485

[21] סדריק באפס, סרג' מסאר וסטפנו פירוניו. "יצירת אקראיות בלתי תלויה במכשיר עם משאבים קוונטיים משותפים תת-לינארים." Quantum 2, 86 (2018).
https://doi.org/10.22331/q-2018-08-22-86

[22] Florian J. Curchod, Markus Johansson, Remigiusz Augusiak, Matty J. Hoban, Peter Wittek, and Antonio Acín. "אישור אקראיות בלתי מוגבל באמצעות רצפי מדידות." פיזי. ר' א 95, 020102 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.020102

[23] ז'יל פוטץ, דניס רוסט, תומר ג'ק ברנע, יונג-צ'רנג ליאנג וניקולס גיסין. "כמות קטנה באופן שרירותי של עצמאות מדידה מספיקה כדי לבטא אי-לוקאליות קוונטית." פיזי. הכומר לט. 113, 190402 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.190402

[24] רבישנקר רמנתן, יואן ליו ופאוול הורודצקי. "הפרות גדולות בקונטקסטואליות של קוכן ספקר והיישומים שלהן." חדש J. Phys. 24, 033035 (2022).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/ac3a84

[25] לוסיאן הארדי. "אי-לוקאליות לשני חלקיקים ללא אי-שוויון כמעט בכל המדינות המסובכות." פיזי. הכומר לט. 71, 1665 (1993).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.71.1665

[26] רפאל ראבלו, Law Yun Zhi, ולריו סקאראני. "גבול בלתי תלוי במכשיר לניסוי של הרדי." פיזי. הכומר לט. 109, 180401 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.109.180401

[27] הונג-וויי לי, מרסין פאולובסקי, רמיג' רחמן, גואנג-קאן גואו וג'נג-פו האן. "מספרים אקראיים בלתי תלויים במכשיר ובחצי מכשיר המבוססים על פרדוקס אי-שוויון." פיזי. ר' א 92, 022327 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.92.022327

[28] ג'ון פ. קלוזר, מייקל א. הורן, אבנר שמעוני וריצ'רד א. הולט. "ניסוי מוצע לבדיקת תיאוריות מקומיות של משתנים נסתרים." פיזי. הכומר לט. 23, 880 (1969).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.23.880

[29] מיגל נבאסקוס, סטפנו פירוניו ואנטוניו אסין. "היררכיה מתכנסת של תוכניות חצי מוגדרות המאפיינות את קבוצת המתאמים הקוונטיים." חדש J. Phys. 10 073013 (2008).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/10/7/073013

[30] דנילו בושי, S Branca, פרנצ'סקו דה מרטיני ולוצ'יין הארדי. "הוכחת סולם לאי-לוקאליות ללא אי-שוויון: תוצאות תיאורטיות וניסיוניות." פיזי. הכומר לט. 79, 2755 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.79.2755

[31] רבישנקר רמנתן, מוניקה רוסיקה, קרול הורודצקי, סטפנו פירוניו, מיכל הורודצקי ופאוול הורודצקי. "מבני גאדג'טים בהוכחות למשפט קוכן-ספקר." Quantum 4, 308 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-08-14-308

[32] רבישנקר רמנתן, פאוול הורודצקי ומיכל בנאקי. "חילוץ אקראיות ללא הוכחה לאיתות ממקורות חלשים ציבוריים." arXiv:2108.08819 (2021).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2108.08819
arXiv: 2108.08819

[33] פול מוריץ קון. "אלגברה בסיסית: קבוצות, טבעות ושדות". ספרינגר לונדון (2012).
https://doi.org/10.1007/978-0-85729-428-9

[34] קמיל ג'ורדן. "Essai sur la géométrie à $ n $ מידות." עלון דה לה SMF 3, 103-174 (1875).
https://doi.org/10.24033/bsmf.90

[35] רבישנקר רמנתן, דרדו גוינצ'ה, סאדיק מוחמד, פיוטר מירונוביץ', מרקוס גרינפלד, מוחמד בורננה ופאוול הורודצקי. "היגוי הוא מאפיין חיוני של אי-מקומיות בתורת הקוונטים." נאט. Commun. 9, 4244 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41467-018-06255-5

מצוטט על ידי

[1] Ravishankar Ramanathan, "חילוץ סופית בלתי תלוי במכשיר של מקור מיני-אנטרופי בלוק נגד יריבים קוונטיים", arXiv: 2304.09643, (2023).

[2] Abhishek Sadhu ו- Siddhartha Das, "בדיקת מתאמים קוונטיים לא-מקומיים תחת רצון חופשי מוגבל וגלאים לא מושלמים", ביקורת גופנית A 107 1, 012212 (2023).

[3] יואן ליו, הו יו צ'ונג ורווישנקר רמאנתאן, "חקירות של הגבול של מתאמים קוונטיים ויישומים בלתי תלויים במכשיר", arXiv: 2309.06304, (2023).

הציטוטים לעיל הם מ- מודעות SAO / NASA (עודכן לאחרונה בהצלחה 2023-09-16 11:09:07). הרשימה עשויה להיות שלמה מכיוון שלא כל בעלי האתרים מספקים נתוני ציטוט ראויים ומלאים.

On השירות המוזכר של קרוסרף לא נמצאו נתונים על ציטוט עבודות (ניסיון אחרון 2023-09-16 11:09:06)

מאמר זה מתפרסם בקוונטים תחת התקציב ייחוס Creative Commons 4.0 הבינלאומי (CC BY 4.0) רישיון. זכויות יוצרים נשארות עם בעלי זכויות היוצרים המקוריים כמו המחברים או מוסדותיהם.

הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
PlatoESG. רכב / רכבים חשמליים, פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
ChartPrime. הרם את משחק המסחר שלך עם ChartPrime. גישה כאן.
BlockOffsets. מודרניזציה של בעלות על קיזוז סביבתי. גישה כאן.
מקור: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-09-15-1114/