Disjoint Bell measurements enable near-projective GHZ certification
NextQuantum Innovation Research Center, Seoul National University（首尔大学 NextQuantum 创新中心）
提出BM-Cert协议，仅用不相交两量子比特贝尔基测量实现n量子比特GHZ态的单拷贝验证，渐近达到理想投影认证的谱间隙1-O(1/n)。
2026-08-28 quant-ph
Self-testing and certification using trusted quantum inputs
量子设备的设备无关认证对于安全量子信息协议的发展至关重要。到目前为止，研究最多的情况下，对应于一个系统，由不同的非特征化的设备，观察者探测与经典的输入，以获得经典的输出。相关量子性质的证明来自于对这些没有经典对应物的事件之间的相关性的观察。在完全独立于设备的情况下，没有对设备进行任何假设，因此它们的非经典性来自贝尔非定域性。还有其他被称为半设备独立的场景，其中对设备进行了假设，例如它们的尺寸，并且非经典性与没有经典模拟的其他类型相关性的观察有关。最近，引入了使用可信量子输入进行认证。这项工作的目标是研究这种形式主义的力量，并使用可信的量子输入描述各种设置中的自测试协议。我们还将这些不同类型的自测试与一些最基本的量子信息协议联系起来，例如量子隐形传态。最后，我们将我们的研究结果应用于量子网络，并提供了估计整个网络以及部分网络质量的方法。
2019-11-21 quant-ph
Single-copy activation of Bell nonlocality via broadcasting of quantum states
Bell非定域性激活是指某些纠缠混合态在标准Bell情形下具有局域隐变量模型，但在更奇异的测量情形下却显示出非局域性质的现象。我们提出了这样一个场景，涉及到广播一个二分量子态的单副本的局部子系统到多方，并使用该场景来研究两个量子比特各向同性态的非局部性质：\begin{align} \nonumber ρ_α= α\,|Φ^+ \rangle\langle Φ^+|+(1-α)\frac{\mathbb{1}}{4}. \end{align}考虑到自然界允许（i）最普遍的无信号相关性，和（ii）在任何隐变量理论水平上的最普遍的量子相关性。我们表明，该状态不承认一个本地隐藏变量描述$α>0.559$和$α>\frac{1}{2}$，在情况（i）和（ii），分别在这两种情况下，提供了一个设备无关的认证的纠缠状态。这些界限显着低于以前最有名的$0.697$贝尔非局域性和设备无关的纠缠认证使用一个单一的副本的状态的界限。我们的研究结果表明，强的非经典的例子是可能的，少量的资源。
2021-07-07 quant-ph
Robust and versatile black-box certification of quantum devices
自测试是指在某些量子设备中，状态和测量都可以在黑盒场景中进行评估，仅基于观察到的统计数据，即不参考任何先前的设备校准。只有少数几个自我测试的例子是已知的，他们只是提供了不切实际的接近理想情况下执行的设备的非平凡的评估。我们克服了这些困难，接近自我测试与半定规划层次的量子相关性的表征。这使我们能够大大提高以前的自我测试方案的鲁棒性-例如：我们表明，CHSH违反大于2.57证明单重态保真度超过70%。此外，该工具的多功能性带来了迄今为止不可能的情况下，如强大的非最大纠缠的两个quutrit状态的CGLMP方案的自我测试。
2014-06-27 quant-ph
Device-Independent Certification of Genuinely Entangled Subspaces
自测试是一种以最低信任级别表征量子资源的过程。到目前为止，它已被用作特定的量子测量，通道和纯纠缠态的设备无关的认证工具。在这项工作中，我们引入了自测试更一般的纠缠结构的概念。更确切地说，我们提出了第一个自我测试的纠缠子空间-五量子比特码和复曲面码。我们证明了所有最大地违反适当选择的贝尔不等式的量子态都必须属于相应的码子空间，其中也包括混合态。
2020-12-31 quant-ph
Experimental self-testing for photonic graph states
图态是最具代表性的多体纠缠态之一，是多方量子通信、量子纠错和量子计算的重要资源。高纠缠图态的设备无关认证在量子信息处理任务中扮演着重要的角色。在这里，我们已经通过实验证明了设备无关的多部图状态的认证，通过采用强大的自测试方案的基础上可扩展的贝尔不等式。具体地说，所制备的多量子比特Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态和线性团簇态实现了高度的Bell破坏，这超出了鲁棒自测试方案的非平凡界限。此外，我们的工作为复杂多体量子态的器件无关认证铺平了道路。
2021-11-15 quant-ph
Robust self-testing of quantum steering assemblages via operator inequalities
本文首次提出基于算子不等式的解析方法，对实现CHSH不等式最大违背的量子导引系综进行设备无关鲁棒自测试，获得显著优于数值方法的认证保真度下界。
2025-09-19 quant-ph
Self-testing with finite statistics enabling the certification of a quantum network link
自测试是一种根据贝尔测试结果来验证设备的方法。尽管噪声容忍自测试的示例是已知的，但不清楚如何有效地处理有限数量的实验性试验以在不假设设备在每次运行时表现相同的情况下证明设备的平均质量。结果，具有有限统计的现有自测试结果已经被限制为仅在所有实验性试验中的一个中保证设备的正确工作，从而限制了它们的实际适用性。我们在这里推导出一种方法来证明通过自我测试，一个设备产生的状态平均接近贝尔状态，而无需假设在每次运行的实际状态。因此，该方法不含I.I.D.。（独立同分布）假设。应用这种新的分析，从最近的无空洞贝尔实验的数据，我们证明了贝尔状态的成功分布超过398米的平均保真度为$\geq$ 55.50%，置信水平为99%。基于没有检测和位置漏洞的贝尔测试，我们的认证显然是与设备无关的，也就是说，它不依赖于对设备的信任或对设备如何工作的知识。这保证了我们的链路可以集成在量子网络中，以执行长距离量子通信，其安全保证与实际实现的细节无关。
2021-03-01 quant-ph
Semi-device-independent certification of number of measurements
本文提出一种半设备无关方法，通过检验 Bob 的导引等价可观测量能否由 k 个测量模拟来认证 Alice 至少拥有 k+1 个不相容测量。
2023-07-25 quant-ph
Partial self-testing and randomness certification in the triangle network
本文研究无输入环状网络中的量子非局域性，提出部分自测试方法，并证明三角网络可实现真正的网络量子非局域性与可认证随机性。
2022-10-14 quant-ph
Third-Order Local Randomized Measurements for Finite-size Entanglement Certification
Politecnico di Bari（巴里理工大学）；INFN, Sezione di Bari（意大利国家核物理研究所巴里分部）；Nicolaus Copernicus University（尼古拉·哥白尼大学）
本文提出一种基于三次局部单次测量的纠缠认证方法，通过构建可测量的分离性准则，实现对有限尺寸纠缠态的高效检测。
2026-04-14 quant-ph
Self-testing of multipartite GHZ states of arbitrary local dimension with arbitrary number of measurements per party
设备无关认证方案近年来受到了广泛的关注，不仅因为它们在量子信息任务中的应用，而且因为它们对量子理论基础的影响。最强形式的设备独立认证，称为自测试，通常需要特定的量子态和测量最大限度地违反贝尔不等式。在这项工作中，使用最近在[S. Sarkar等人，npj Quantum Inf.7，151（2021）]，我们提供了第一个用于任意局部维度的多体Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）状态的自测试方案，其不依赖于量子比特状态的自测试结果，并且利用了每方两次测量的最小数量。这使得我们的结果有趣的设备无关的认证方法的实际实施而言。我们的自检验语句依赖于最近在[R. Augusiak等人，New J. Phys. 21，113001（2019）]。
2021-12-20 quant-ph
Self-testing quantum systems of arbitrary local dimension with minimal number of measurements
贝尔非定域性作为设备无关认证方案的资源，近年来得到了广泛的研究。设备独立认证的最强形式被称为自测试，其给出了设备认证所承诺的量子态以及对其执行的量子测量，而不知道设备的内部工作。尽管自测试协议的研究成果很多，但基于单个$d$ -结果贝尔不等式的量子-量子纠缠态认证方案仍然是一个非常重要的问题.在这里，我们解决了这个问题，并提出了一个自我测试协议的最大纠缠态的任何局部尺寸使用最小数量的测量可能，即，每个子系统两个。我们的自测试结果可以用来建立无限的随机扩展，$\log_2d$完美的随机位，而它只需要一个随机位来编码的测量选择。
2019-10-02 quant-ph
Product testing with single-copy measurements
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Illinois Quantum Information Science and Technology Center (IQUIST), University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊量子信息科学与技术中心（IQUIST），伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Harvard University（哈佛大学）；Center for Quantum Information and Control (CQuIC), University of New Mexico（新墨西哥大学量子信息与控制中心（CQuIC））
研究单拷贝测量下双部分和多方乘积态测试的样本复杂度，证明指数级下界，揭示单拷贝与多拷贝策略间的指数分离。
2026-05-27 quant-ph
Robust self-testing of steerable quantum assemblages and its applications on device-independent quantum certification
给定一个贝尔不等式，如果它的最大量子破坏只能通过对每一方或单个量子态的一组测量来实现，直到局部幺正，人们称这种现象为自测试。例如，Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式的最大量子破坏证明了底层态包含两个量子比特的最大纠缠态，并且一方的测量包含一对反对易量子比特观测量。因此，另一方自动验证远程操纵的状态集，即“集合”，是在一对反对易可观测量的本征态中。人们自然会问，如果贝尔不等式的量子破坏没有最大限度地实现，或者如果人们不关心状态或测量的自检验，我们是否能够估计底层集合与参考集合有多接近？在这项工作中，我们提供了一个系统的设备无关的估计，提出了一个框架，称为“鲁棒的自我测试的可操纵的量子组装”。特别是，我们认为汇编违反几个范式的贝尔不等式，并获得强大的自我测试声明的每一种情况。我们的结果是设备无关（DI），即，不对共享状态和所涉及的测量设备进行假设。因此，我们的工作不仅为探索量子关联集的边界与可操纵集合之间的联系铺平了道路，而且在DI量子认证领域提供了有用的工具。作为两个明确的应用，我们证明了：1）它可以用于Bowles等人提出的所有纠缠双量子比特态的DI认证协议的另一种证明，2）与Rosset等人的工作相比，它可以用更少的假设来验证所有非纠缠破坏的量子比特通道。
2021-09-23 quant-ph
Oblivious communication game, self-testing of projective and non-projective measurements and certification of randomness
我们提供了一个有趣的双方奇偶不经意通信游戏，其成功概率完全由Bell表达式决定。运算量子理论中的宇称遗忘条件隐含着本体论模型中的预备非上下文性，我们发现上述Bell表达式在本体论模型中有两个上界：通常的局部界和由非平凡的宇称遗忘条件产生的非平凡的预备非上下文界，后者小于局部界.我们首先展示了通信游戏时，爱丽丝和鲍勃在各自的网站进行三次测量的二分法可观的。在这种情况下，Bell表达式的最佳量子值使我们能够独立于设备地自测试最大纠缠态和三重可观测量集，三结果量子比特正算子值测度（POVM）和1.58比特的局部随机性。此外，我们将上述通信游戏推广为Alice和Bob执行相同但任意（奇数）数量（$n> 3$）的测量。基于任意$n$的相关Bell表达式的最佳量子值，我们还展示了状态和测量的设备无关的自测试。
2021-12-29 quant-ph
Noise-resistant device-independent certification of Bell state measurements
独立于设备的认证是指在不参考其他设备的内部描述的情况下对设备进行表征。这是一种值得信赖的认证方法，无需对底层希尔伯特空间维度和校准方法进行假设。我们展示了它如何可以用来量化质量的贝尔状态测量，无论是确定性的，部分或概率。我们的认证是抗噪声的，并开辟了在现有实验中对贝尔状态测量进行独立于设备的自测试的道路。
2018-07-13 quant-ph
Quantum state certification
考虑量子态证明问题，其中给定一个未知的$d$维量子混合态$ρ$的$n$拷贝，并想检验$ρ$是否等于某个已知的混合态$σ$，否则就是$ε$ -远离$σ$ .目标是使用比在$ρ$上进行完全断层扫描所需的$Ω(d^2)$明显更少的拷贝（即，密度估计）。我们给出了两个强大的状态认证算法：一个相对于保真度使用$n = O(d/ε)$副本，和一个相对于跟踪距离使用$n = O(d/ε^2)$副本。当$σ$未知时，后一算法也适用。这些复制复杂性是最佳的常数因子。
2017-11-03 cs.DS quant-ph
A universal scheme for robust self-testing in the prepare-and-measure scenario
我们考虑的问题，纯粹的状态和投影测量的任意合奏的认证仅从实验统计的测量和测量的情况下，假设上限的希尔伯特空间的维度。为此，我们提出了一个通用的和直观的计划的基础上建立完美的相关性目标状态和适当选择的投影测量。该方法适用于所有有限的尺寸，并允许强大的认证的重叠之间的任意准备状态和相应的测量操作员。最后，我们证明了对于量子比特，我们的技术可以用来鲁棒地自测试任意配置的纯量子态和投影测量。这些结果为测量和测量范式在量子设备认证中的实际应用铺平了道路。
2021-04-01 quant-ph
Experimental Sample-Efficient and Device-Independent GHZ State Certification
Sorbonne Université, CNRS, LIP6（索邦大学，法国国家科学研究中心，LIP6）
本研究采用理论协议与高保真纠缠光子源，在少量非IID样本下实现了单份四量子比特GHZ态的高效设备无关认证，为量子信息任务提供稳健基础。
2024-07-18 quant-ph
Certification of incompatible measurements using quantum steering
在这封信中，我们考虑的问题证明的量子测量与任意数量的结果。我们提出了一个简单的方案，用于证明任何一组的$d$结果投影测量不共享任何共同的不变的真子空间，这里称为真正的不相容，和最大纠缠态的两个量子。为了我们的目的，我们专注于一个更简单的场景，称为单侧设备无关的场景，其中用于认证的资源是量子转向。我们还研究了我们的自我测试语句的鲁棒性为一定类别的真正不兼容的测量，包括相互无偏的基础，这是必不可少的几个量子信息理论的任务，如量子密码学。
2022-10-25 quant-ph
Operational certification of nonclassicality in arbitrary quantum states from few copies
S. N. Bose National Centre for Basic Sciences（S. N. 玻色基础科学国家中心）；School of Physical Sciences, Indian Institute of Technology Goa（果阿印度理工学院物理科学学院）
提出利用Wigner函数矩检测任意态Wigner负性的统一框架，通过少量副本估计矩，避免完整相空间层析，并扩展至纠缠检测。
2026-09-10 quant-ph
Certification of the maximally entangled state using non-projective measurements
针对单边设备无关情形，本文提出利用三个三输出极值 POVM 非投影测量自测试两量子比特最大纠缠态，并验证其对白噪声的鲁棒性。
2023-06-05 quant-ph
Almost device-independent certification of GME states with minimal measurements
University of Gdansk（格但斯克大学）；Polish Academy of Sciences（波兰科学院）
本文提出了一种几乎设备无关的GME态认证方法，通过最小测量次数和引导不等式，实现了对多体纠缠态的认证，并扩展到设备无关自测试。
2026-03-13 quant-ph
On the optimal certification of von Neumann measurements
本文研究了量子测量的证明问题，它可以看作是量子假设检验的扩展。这种扩展也涉及到输入状态和测量过程的研究。在这里，我们将感兴趣的是两点（二进制）认证方案，其中的零假设和备择假设是单元素集。我们的目标是尽量减少第二类错误的概率给定一些固定的统计意义。在这篇报告中，我们首先研究了纯量子态和幺正信道的两点证明，然后用它们来证明我们的主要结果，即单次和并行场景下的冯诺依曼测量的证明。从我们的主要结果遵循的条件时，两个纯态，幺正操作和冯诺依曼测量不能完全区分，但仍然可以证明与一个给定的统计意义。此外，我们证明量子信道或冯诺依曼测量和$q$ -数值范围的概念之间的连接。
2020-12-11 quant-ph
Towards the device-independent certification of a quantum memory
本文提出设备无关的量子存储器鲁棒自测试认证方法，并在固态系综实验中认证保真度0.87，适用于量子比特恒等信道设备表征。
2023-04-25 quant-ph
Sample-efficient device-independent quantum state verification and certification
量子源的认证是建立可靠、高效的量子信息处理协议的关键。近年来，在具有充分表征的测量设备的情况下，量子设备的核查取得了稳步进展。当涉及到未表征测量的场景（所谓的黑匣子场景）时，实用的验证方法仍然相当缺乏。自测试方法的发展是向前迈出的重要一步，但到目前为止，这些结果仅通过考虑量子资源的大，相同和独立分布（IID）样本的渐近行为来进行可靠的验证。这种强有力的假设使核查程序失去了真正独立于装置的性质。在本文中，我们开发了一个系统的方法来设备无关的验证量子态的IID假设的有限复制制度。值得注意的是，我们表明，设备无关的验证可以进行最佳的采样效率。最后，对于独立副本的情况下，我们开发了一个独立于设备的量子态认证协议：一个协议，其中的一个片段的资源副本进行测量，以保证其余的副本接近一些目标状态。
2022-02-05 quant-ph
Toward Instance-Optimal State Certification With Incoherent Measurements
UC Berkeley（加州大学伯克利分校）；Microsoft Research（微软研究院）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
我们重新讨论了量子态证明的基本问题：给定未知混合态$ρ\in\mathbb{C}^{d\times d}$的拷贝和混合态$σ$的描述，决定是$σ= ρ$还是$\|σ- ρ\|_{\mathsf{tr}} \ge ε$。当$σ$最大程度混合时，这是混合性测试，并且已知$Ω(d^{Θ(1)}/ε^2)$副本是必要的，其中确切的指数取决于学习者可以进行的测量类型[OW15，BCL 20]，并且在许多这些设置中存在匹配的上限[OW15，BOW19，BCL 20]。对于某些种类的混合态$σ$，例如近似低秩的混合态，人们能否避免这种$d^{Θ(1)}$依赖性？更大胆地说，是否存在一个简单的功能性$f:\mathbb{C}^{d\times d}\to\mathbb{R}_{\ge 0}$，可以证明$Θ(f(σ)/ε^2)$副本对于任何$σ$的国家认证是必要和充分的？此类实例最佳界限在经典分布测试的背景下是已知的，例如[VV 17]。在这里，我们给出了这种性质的量子设置的第一个界限，显示（日志因子），使用非自适应非相干测量的状态认证的复制复杂性基本上是由复制复杂性的混合测试倍之间的保真度$σ$和最大的混合状态。令人惊讶的是，我们的界限与经典问题的实例最优界限有很大不同，这表明两种设置之间存在质的差异。
2021-11-10 cs.DS cs.LG quant-ph
Device-independent entanglement certification of all entangled states
提出了一种与设备无关的方法来证明所有二体纠缠量子态的纠缠。这是通过将状态置于量子网络中并基于状态的纠缠见证构造相关不等式来实现的。我们的方法是独立于设备的，在这个意义上，纠缠可以证明从观察到的统计数据，在最小的假设下的基础物理。从概念上讲，我们的研究结果借用了自测试领域的想法，将最近引入的测量设备无关的纠缠证人带入完全设备无关的制度。
2018-12-03 quant-ph
Excluding false negative error in certification of quantum channels
量子信道的认证基于量子假设检验，并且还涉及输入状态的准备和最终测量的选择。这项工作主要集中在场景时，假阴性错误不会发生，即使它导致假阳性错误的概率的增长。我们建立了一个条件，当它是可能的排除假阴性错误后，有限数量的查询并行的量子信道，我们提供了一个上界的查询数量。最重要的是，我们发现了一类通道，允许排除假阴性错误后，有限数量的查询并行，但不能明确区分。此外，它将被证明，并行认证方案总是足够的，但步骤的数量可能会减少使用自适应方案。最后，我们考虑各种类型的量子信道和测量的认证的例子。
2022-04-25 quant-ph
Self-testing two-qubit maximally entangled states from generalized CHSH tests
设备独立认证，也称为自我测试，旨在保证不受信任和未表征的设备的正常运行。例如，一个未知源的质量预计产生两个量子比特最大纠缠态可以在一个二分的情况下评估，每一方使用两个二进制测量。最稳健的方法是从CHSH不等式的违反推导出产生态相对于两量子比特最大纠缠态的保真度。在本文中，我们展示了如何提高两个量子比特的最大纠缠态的自测试测量统计的精细分析。使用适当选择的贝尔测试，根据观察到的相关性，可以得出比以前已知的更高的结晶度。特别是，非平凡的自我测试语句，可以从相关性，不能利用CHSH为基础的自我测试策略。我们的研究结果不仅提供了新的洞察适合自我测试的量子相关性的集合，但也有利于设备无关的认证的实验实现。
2021-04-07 quant-ph
Certifying classes of $d$-outcome measurements with quantum steering
Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论物理中心）；Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院基础技术研究所以）
本文提出了一种基于量子引导的半设备无关认证方案，通过构造特定的引导不等式来认证大类d结果投影测量及最大纠缠的双量子态，且不假设共享态为纯态或测量为投影测量。
2026-05-18 quant-ph
Instance-Optimal Quantum State Certification with Entangled Measurements
Carnegie Mellon University Computer Science Department（卡内基梅隆大学计算机科学系）；School of Informatics, University of Edinburgh（爱丁堡大学信息学院）
本研究针对量子态认证问题，在允许完全纠缠测量的测试者场景下，证明了近乎实例最优的副本复杂度界限，即最优副本复杂度等于最坏情况复杂度乘以σ与最大混合态的保真度，并引入新的量子Ingster-Suslina方法以证明下界。
2025-07-08 cs.DS cs.LG quant-ph
Local certification of unitary operations
Jagiellonian University（雅盖隆大学）；Quantumz.io Sp. z o.o.（Quantumz.io 有限责任公司）；Institute of Theoretical and Applied Informatics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论与应用信息学研究所）
本文研究了量子通道的局部验证问题，通过单向经典通信和辅助系统优化，证明局部策略在多数情况下最优，但某些极端情况下可能失效。
2024-09-03 quant-ph
Certification of two-qubit quantum systems with temporal inequality
针对现有双量子比特系统认证方案需兼容性条件的问题，提出基于时间不等式最大违背序列关联的自测试协议，无需子系统空间分离与兼容性条件，且对实验误差鲁棒，可有效认证目标态与测量。
2024-04-03 quant-ph
Scalable self-testing of generic multipartite quantum states
Tsinghua University（清华大学）；Fraunhofer Singapore（新加坡弗劳恩霍夫研究所）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（新加坡国立大学量子技术中心）；University of Technology Sydney（悉尼科技大学）；The University of Hong Kong（香港大学）
本文提出一种可扩展的自检协议，通过高效的多粒子Pauli测量方案，在多项式样本复杂度下实现几乎所有n-量子比特态的自检，为大规模量子网络中的设备无关量子信息处理提供了可行路径。
2026-05-14 quant-ph
Semi-device-independent certification of entanglement in superdense coding
超密集编码是量子信息科学中的一种典型协议，其采用量子通信信道来更有效地发送经典信息。正如我们在这里所展示的，它可以被理解为准备和测量实验的一个特殊情况，这种情况因其基本和实际应用而引起了越来越多的关注。制定超密集编码作为一个准备和测量方案，使我们能够提供一个半设备独立的纠缠证人，显着提高了以前的测试。此外，我们还展示了如何适应我们的结果到自我测试的最大纠缠态，也提供了一个半定的程序制定允许有效地优化，任何共享的量子态，成功的概率在超密集编码协议。
2021-03-22 quant-ph
Certification of quantum correlations at arbitrary distances through routed Bell tests
University of Geneva（日内瓦大学）；Constructor University（Constructor 大学）
本文研究路由贝尔实验，证明仅含纠缠量子比特的路由贝尔测试在信道存在任意损耗时仍能认证量子关联，并基于自测试与量子导引概念提出原则上在任意距离下安全的DIQKD协议。
2026-11-04 quant-ph
Tight Bounds for Quantum State Certification with Incoherent Measurements
UC Berkeley（加州大学伯克利分校）；MIT（麻省理工学院）；Microsoft Research（微软研究院）
我们考虑量子态的证明问题，给出混合态$σ\in \mathbb{C}^{d \times d}$、混合态$ρ\in \mathbb{C}^{d \times d}$的$n$拷贝和$\varepsilon > 0$的描述，并要求我们确定是否是$ρ= σ$或是否是$\| ρ- σ\|_1 > \varepsilon$ .当$σ$是最大混合状态$\frac{1}{d} I_d$时，这称为混合性测试。我们专注于使用不相干测量的算法，即一次只测量$ρ$的一个副本。与那些使用纠缠的多副本测量不同，这些可以在没有持久量子存储器的情况下实现，因此代表了可以在当前或近期设备上运行的一大类协议。对于混合度测试，有一种民俗算法，它使用不相干的测量，只需要$O(d^{3/2} / \varepsilon^2)$副本。该算法是非自适应的，也就是说，它的测量值是固定的提前，并被称为是最佳的非自适应算法。然而，当该算法可以进行任意非相干测量时，最好的已知下限仅为$Ω(d^{4/3} / \varepsilon^2)$ [Bubeck-Chen-Li '20]，并且关闭该多项式间隙一直是一个突出的公开问题。在这项工作中，1）我们解决了非相干测量的混合性测试的复制复杂性，并表明$Ω(d^{3/2} / \varepsilon^2)$副本是必要的，和2）我们显示的实例最佳界限的状态认证一般$σ$首先导出的[陈李O '…
2022-10-20 cs.CC cs.IT cs.LG
On the query complexity of unitary channel certification
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
研究揭示了单位ary通道认证的查询复杂性，证明了在不同算法下存在指数级的最坏情况与平均情况之间的差异。
2025-07-23 quant-ph
Self-testing non-projective quantum measurements in prepare-and-measure experiments
自我测试代表了量子系统最强的认证形式。本文从理论和实验两方面研究了非投射量子测量的自检验问题。也就是说，人们如何仅从观察到的数据来证明未表征的测量设备实现了期望的非投影正算子值测量（POVM）。我们考虑一个边界上的希尔伯特空间维度，我们认为这是自然的，因为任何测量可以通过人为增加希尔伯特空间维度的投影问题的测量和测量的情况。我们开发了（i）鲁棒自测试极值量子比特POVM（具有三个或四个结果）的方法，以及（ii）证明未表征的量子比特测量是非投射的，甚至是真正的四结果POVM。我们的方法是强大的噪声，因此在实践中适用，我们在光子实验中证明。具体来说，我们的实验数据表明，实施的测量非常接近某些理想的三个和四个结果的量子比特POVM，因此非投射。在后一种情况下，数据证明了真正的四结果量子比特POVM。我们的研究结果为量子设备的强“黑箱”认证打开了有趣的视角。
2018-12-13 quant-ph
Certification of three black boxes with unsharp measurements using $3 \rightarrow 1 $ sequential quantum random access codes
非锐化测量在量子信息理论中扮演着越来越重要的角色。本文研究了一个基于$ 3 \rightarrow 1 $序列随机存取码（RAC）的非锐化测量的三方重构变换测量实验。推导了$ 3 \rightarrow 1 $序贯量子随机存取码中两个相关见证的最优折衷，并利用该结果完成了序贯三方的量子制备、仪器和测量的自测试.我们还给出了清晰度参数的上界和下界，以完成自测试方案的鲁棒性分析。此外，我们发现，经典的相关证人违反$3 \rightarrow 1 $顺序RAC的基础上，不能同时获得两个相关证人。这意味着，如果第二方使用强非锐测量来克服经典上界，则第三方即使使用锐测量也无法做到这一点。最后，分别对基于行列式值、$2 \rightarrow 1 $和$3 \rightarrow 1 $ QRAC在不同锐度参数下的随机数生成效率进行了分析和比较。这封信为在半设备无关框架中多方之间生成随机数提供了新的思路。
2021-03-04 quant-ph
Robust Semi-Device Independent Certification of All Pure Bipartite Maximally Entangled States via Quantum Steering
自测试的思想是根据测量统计数据来保证设备的内部工作。它是最强大的量子认证和基准测试计划之一。最近，它显示了Coladangelo等。（Nat Commun 8，15485（2017）），所有纯二体纠缠态可以通过采用Yang et.等人（Phys.Rev.A87，050102（R））。在这里，我们调整了他们的方法，以表明任何二分纯纠缠态都可以通过量子转向在半设备独立场景中得到验证。类似于倾斜的CHSH不等式，我们使用一个称为倾斜转向不等式的转向不等式来证明任何纯的两量子比特纠缠态。此外，我们使用这个不等式来证明任何二分纯纠缠态，通过证明量子态的二维子空间，通过观察在不可信侧进行测量后在可信侧获得的集合的结构。作为量子态转向认证的一个特征，我们利用基于汇编的鲁棒态认证的概念，给出了在任意局域维数的纯最大纠缠态情况下认证结果的鲁棒性界.
2021-08-19 quant-ph
Embezzlement as a "Self-Test" for Infinite Copies of Entangled States
University of Copenhagen（哥本哈根大学）
该研究通过证明催化剂态必须包含无限多个目标纠缠态的副本，揭示了纠缠贪污现象背后的算子代数结构，并为无限维量子系统中的态认证提供了新工具。
2026-02-02 quant-ph
Local certification of programmable quantum devices of arbitrary high dimensionality
完全可编程纠错量子计算机时代的到来将标志着科学和工程各个领域的重大突破。这些设备有望产生重大的技术和社会影响，值得注意的例子是通过更好的机器学习算法分析大数据和设计新材料。然而，量子计算机忠实地实现量子算法的能力关键取决于它们制备特定的高维和高纯度量子态的能力，以及合适的量子测量。因此，在不假设量子计算机内部工作原理的情况下明确证明这些要求对于开发可信的量子处理器至关重要。对量子设备进行基准测试的最重要方法之一是通过自测试机制，该机制需要一对纠缠的非通信量子设备。然而，虽然计算通常发生在一个本地化的方式，没有本地自测试计划是已知的基准高维状态和测量。在这里，我们表明，量子自测试范式可以用于一个单独的量子计算机，通过引入一个噪声容忍的认证方案，被建模为一个可编程的黑盒子。我们证实了我们的计划的适用性，通过提供一个家庭的结果统计，其观察证明，计算机正在产生特定的高维量子态和实施特定的测量。
2019-11-21 cs.DM quant-ph
An approach for security evaluation and certification of a complete quantum communication system
虽然量子通信系统正在全球范围内部署，但其现实的安全认证尚未获得。在这里，我们提出了一个完整的量子通信系统的安全评估和改进协议。该协议通过基于信息流的层次顺序定义七个系统实现子层来细分系统，然后根据保护的硬度和实际风险对已知的系统实现缺陷进行分类。接下来，一份初步分析报告列出了其量子光学部分的所有潜在漏洞。随后是与系统制造商的互动，测试和修补大多数漏洞，并重新评估其状态。我们的协议已被应用于多个商业量子密钥分发系统，以提高其安全性。我们的方法的详细描述与子载波系统的例子。我们的协议是迈向未来安全评估和安全认证标准的一步。
2021-05-19 quant-ph
Certification of multi-qubit quantum systems with temporal inequalities
针对多量子比特系统，提出无需假设测量兼容关系的时间不等式，证明其可通过序贯测量实现最大违背，利用该违背能认证多量子比特图态和测量，解决了传统互文性认证依赖测量兼容假设的问题。
2024-04-03 quant-ph
Device-independent certification of tripartite quantum networks with bilocal Bell inequalities
Center for Quantum-Enabled Computing, Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论与量子计算中心）；Institute of Theoretical Physics, University of Warsaw（华沙大学理论物理研究所）
研究利用双局域贝尔不等式对三方量子网络进行与设备无关的认证，提出通用构造方法，该不等式允许任意二元测量，最大量子值可解析确定，能认证量子网络，是首个仅依赖非局域性见证最大违背的量子网络自测试结果。
2026-07-14 quant-ph
Robust certification of quantum instruments through a sequential communication game
S. N. Bose National Centre for Basic Sciences（S. N. Bose 基础科学国家中心）；Centre for Quantum Science and Technology, Chennai Institute of Technology（金奈理工学院量子科学与技术中心）
本文提出了一种顺序通信游戏，通过优化两个接收者成功概率的权衡，实现对量子仪器的鲁棒认证，并在高维系统中展示了更强的量子优势。
2026-01-28 quant-ph
Entanglement Meter: Estimation of entanglement with single copy in Interferometer
Harish-Chandra Research Institute, A CI of Homi Bhabha National Institute（哈里什·昌德拉研究所，霍米·巴巴国立学院成员机构）
本文提出在干涉仪中使用单份拷贝测量纠缠，通过干涉可见度直接度量双粒子态的纠缠，并展示如何实验性地测量互预测性及纠缠见证算子。
2022-09-30 quant-ph
Distributed Property Testing with (Quantum) Carrier Pigeons: Tight Bounds on State Certification
The University of Sydney（悉尼大学）
研究分布式量子状态验证问题，通过经典与量子通信的紧界分析，给出公共随机硬币和私有随机硬币下的最优算法与下界。
2026-07-07 cs.DS quant-ph
Accidental coincidences in camera-based high-dimensional entanglement certification
本文评估SPAD阵列与Tpx3Cam相机中偶然符合对高维纠缠认证的影响，指出仅靠高斯近似才能免扣除偶然符合。
2025-06-11 quant-ph
Self-testing of quantum systems: a review
自我测试是一种在黑盒场景中推断量子实验的基础物理的方法。因此，它代表了量子系统最强的认证形式。近年来，大量的自测试文献被开发出来，导致了相关设备无关的量子信息协议的进展，加深了我们对量子关联的理解。在这项工作中，我们给出了一个全面的介绍和审查的自我测试及其应用到其他领域的量子信息。
2020-09-18 quant-ph
Experimental Quantum State Certification by Actively Sampling Photonic Entangled States
本文实验实现了一种基于主动光学开关采样光子纠缠态的量子态认证协议，仅测量部分态即可实时认证剩余态保真度，无需破坏整个系综，适用于大规模量子设备基准测试。
2025-07-08 quant-ph
