Experimentally feasible semi-device-independent certification of four-outcome positive-operator-valued measurements
Abstrakt
Recently the quantum information science community devoted a lot of attention to the theoretical and practical aspects of generalized measurements, the formalism of all possible quantum operations leading to acquisition of classical information. On the other hand, due to imperfections present in quantum devices, and limited thrust to them, a trend of formulating quantum information tasks in a semi-device-independent manner emerged. In this Rapid Communication we use the concept of quantum random access codes to construct a protocol able to certify the presence of the generalized measurements in a semi-device-independent way without employing quantum entanglement. We use semidefinite programming methods to show robustness of the protocol and characterize its statistical properties. We conclude that it allows for experimental realizations using technology currently available in laboratories.
Cytowania
-
2 4
CrossRef
-
0
Web of Science
-
2 4
Scopus
Autorzy (2)
Cytuj jako
Pełna treść
- Wersja publikacji
- Accepted albo Published Version
- Licencja
- Copyright (2019 American Physical Society)
Słowa kluczowe
Informacje szczegółowe
- Kategoria:
- Publikacja w czasopiśmie
- Typ:
- artykuły w czasopismach
- Opublikowano w:
-
PHYSICAL REVIEW A
nr 100,
ISSN: 2469-9926 - Język:
- angielski
- Rok wydania:
- 2019
- Opis bibliograficzny:
- Mironowicz P., Pawłowski M.: Experimentally feasible semi-device-independent certification of four-outcome positive-operator-valued measurements// PHYSICAL REVIEW A -Vol. 100,iss. 3 (2019), s.030301-
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1103/physreva.100.030301
- Bibliografia: test
-
- P. Dirac, The Principles of Quantum Mechanics (Oxford University Press, United Kingdom, 1930).
- C. W. Helstrom, Quantum Detection and Estimation Theory (Academic, New York, 1976).
- I. D. Ivanovic, How to differentiate between non-orthogonal states, Phys. Lett. A 123, 257 (1987). otwiera się w nowej karcie
- A. Peres, How to differentiate between non-orthogonal states, Phys. Lett. A 128, 19 (1988). otwiera się w nowej karcie
- D. Petz and L. Ruppert, Optimal quantum-state tomography with known parameters, J. Phys. A: Math. Theor. 45, 085306 (2012). otwiera się w nowej karcie
- H. Lyyra, T. Kuusela, and T. Heinosaari, Obtaining conclusive information from incomplete experimental tomography, Phys. Rev. A 99, 042335 (2019). otwiera się w nowej karcie
- M. Oszmaniec, L. Guerini, P. Wittek, and A. Acín, Simulating Positive-Operator-Valued Measures with Projective Measure- ments, Phys. Rev. Lett. 119, 190501 (2017). otwiera się w nowej karcie
- M. Oszmaniec, F. B. Maciejewski, and Z. Puchała, All quantum measurements can be simulated using projective measurements and postselection, Phys. Rev. A 100, 012351 (2019). otwiera się w nowej karcie
- D. Mayers and A. Yao, Quantum cryptography with imperfect apparatus, IEEE Symposium on Foundations of Computer Sci- ence, 1998 (unpublished). otwiera się w nowej karcie
- M. Pawłowski and N. Brunner, Semi-device-independent se- curity of one-way quantum key distribution, Phys. Rev. A 84, 010302(R) (2011). otwiera się w nowej karcie
- E. S. Gómez, S. Gómez, P. Gonzalez, G. Cañas, J. F. Barra, A. Delgado, G. B. Xavier, A. Cabello, M. Kleinmann, T. Vértesi, and G. Lima, Device-Independent Certification of a Nonprojec- tive Qubit Measurement, Phys. Rev. Lett. 117, 260401 (2016). otwiera się w nowej karcie
- S. Gómez, A. Mattar, E. S. Gómez, D. Cavalcanti, O. J. Farías, A. Acín, and G. Lima, Experimental nonlocality-based random- ness generation with non-projective measurements, Phys. Rev. A 97, 040102(R) (2018). otwiera się w nowej karcie
- S. Wiesner, Conjugate coding, SIGACT News 15, 78 (1983). otwiera się w nowej karcie
- A. Ambainis, A. Nayak, A. Ta-Shma, and U. Vazirani, Dense quantum coding and a lower bound for 1-way quantum au- tomata, in Proceedings of the 31st Annual ACM Symposium on Theory of Computing (ACM Press, New York, 1999), pp. 376-383. otwiera się w nowej karcie
- A. Ambainis, A. Nayak, A. Ta-Shma, and U. Vazirani, Dense quantum coding and quantum finite automata, J. ACM 49, 496 (2002). otwiera się w nowej karcie
- A. Ambainis, D. Leung, L. Mancinska, and M. Ozols, Quantum random access codes with shared randomness, arXiv:0810.2937. otwiera się w nowej karcie
- A. Tavakoli, J. Kaniewski, T. Vértesi, D. Rosset, and N. otwiera się w nowej karcie
- Brunner, Self-testing quantum states and measurements in the prepare-and-measure scenario, Phys. Rev. A 98, 062307 (2018). otwiera się w nowej karcie
- A. Coladangelo, K. T. Goh, and V. Scarani, All pure bipartite entangled states can be self-tested, Nat. Commun. 8, 15485 (2017). otwiera się w nowej karcie
- P. Mironowicz, H.-W. Li, and M. Pawłowski, Properties of dimension witnesses and their semi-definite programming re- laxations, Phys. Rev. A 90, 022322 (2014). otwiera się w nowej karcie
- K. F. Pal and T. Vértesi, Maximal violation of a bipartite three- setting, two-outcome Bell inequality using infinite-dimensional quantum systems, Phys. Rev. A 82, 022116 (2010). otwiera się w nowej karcie
- J. W. Eaton, D. Bateman, S. Hauberg, and R. Wehbring, GNU Octave version 5.1.0 manual: A high-level interactive language for numerical computations (2019), https://www.gnu. org/software/octave/doc/v5.1.0/.
- K. C. Toh, M. Todd, and R. H. Tütüncü, SDPT3-A MATLAB software package for semidefinite programming, Opt. Methods Softw. 11, 545 (1999). otwiera się w nowej karcie
- R. H. Tütüncü, K. C. Toh, and M. J. Todd, Solving semi-definite-quadratic-linear programs using SDPT3, Math. Program. 95, 189 (2003). otwiera się w nowej karcie
- J. Löfberg, YALMIP: A toolbox for modeling and optimization in MATLAB, in Proceedings of the 2004 IEEE International Conference on Robotics and Automation (IEEE, Piscataway, NJ, 2004). otwiera się w nowej karcie
- M. Navascués, G. de la Torre, and T. Vértesi, Characterization of Quantum Correlations with Local Dimension Constraints and its Device-Independent Applications, Phys. Rev. X 4, 011011 (2014). otwiera się w nowej karcie
- M. Navascués and T. Vértesi, Bounding the Set of Finite Di- mensional Quantum Correlations, Phys. Rev. Lett. 115, 020501 (2015). otwiera się w nowej karcie
- P. Wittek, Algorithm 950: Ncpol2sdpa-Sparse semidefinite programming relaxations for polynomial optimization prob- lems of noncommuting variables, ACM Trans. Math. Software 41, 21 (2015). otwiera się w nowej karcie
- A. Tavakoli, M. Smania, T. Vértesi, N. Brunner, and M. Bourennane, Self-testing non-projective measurements, arXiv:1811.12712. otwiera się w nowej karcie
- M. Smania, M. Nawareg, P. Mironowicz, A. Cabello, M. Pawłowski, and M. Bourennane, Experimental device- independent certification of a symmetric, informationally com- plete, positive operator-valued measure, arXiv:1811.12851. otwiera się w nowej karcie
- N. Gisin, Bell Inequalities: Many Questions, a Few Answers, in Quantum Reality, Relativistic Causality, and Closing the otwiera się w nowej karcie
- Epistemic Circle, The Western Ontario Series in Philosophy of Science, Vol. 73 (Springer, Dordrecht, 2009), pp. 125-138.
- O. Andersson, P. Badziąg, I. Bengtsson, I. Dumitru, and A. Cabello, Self-testing properties of Gisin's elegant Bell inequal- ity, Phys. Rev. A 96, 032119 (2017). otwiera się w nowej karcie
- M. Farkas and J. Kaniewski, Self-testing mutually unbiased bases in the prepare-and-measure scenario, Phys. Rev. A 99, 032316 (2019). otwiera się w nowej karcie
- P. Mironowicz et al. (unpublished). otwiera się w nowej karcie
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 78 razy
Publikacje, które mogą cię zainteresować
Connections between Mutually Unbiased Bases and Quantum Random Access Codes
- E. Aguilar Lozano,
- J. Borkała,
- P. A. Mironowicz
- + 1 autorów
Complementarity between entanglement-assisted and quantum distributed random access code
- A. Hameedi,
- D. Saha,
- P. A. Mironowicz
- + 2 autorów
No Quantum Realization of Extremal No-Signaling Boxes
- R. Ramanathan,
- J. Tuziemski,
- M. Horodecki
- + 1 autorów
Increased Certification of Semi-device Independent Random Numbers using Many Inputs and More Postprocessing
- P. A. Mironowicz,
- A. Tavakoli,
- A. Hameedi
- + 3 autorów