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Experimental randomness certification with a symmetric informationally complete positive operator-valued measurement
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资源说明：Nonlocal correlations observed from entangled quantum particles imply the existence of intrinsic randomness. Normally, locally projective measurements performed on a two-qubit entangled state can only certify one-bit randomness at most, while non-projective measurement can certify more randomness with the same quantum resources. In this Letter, we carry out an experimental investigation on quantum randomness certification through a symmetric informationally complete positive operator-valued meas
在本文“Experimental randomness certification with a symmetric informationally complete positive operator-valued measurement”中，研究者们关注的是量子随机性认证的问题，特别是通过一种称为对称信息完全正交测量（SIC-POVM）的方法来实现这一目标。这个领域的研究对于理解和利用量子纠缠的非局域性质至关重要，因为非局域关联暗示了内在的随机性存在。
我们要理解量子非局域性。这是量子力学中的一个核心特性，指的是当两个或多个粒子处于纠缠状态时，它们之间的相互作用超越了经典物理学中空间距离的限制。这种非局域关联是爱因斯坦所称的“鬼魅般的超距作用”，并且是量子信息科学的基础，如量子密钥分发和量子计算。
接着，提到的“项目测量”和“非项目测量”是量子力学中的两种测量方式。项目测量是最简单的测量类型，对应于经典概率论中的“硬币翻转”或“掷骰子”等操作，结果要么是确定的，要么是不确定的。而在两量子比特的纠缠系统中，局部的项目测量只能认证最多一比特的随机性。相比之下，非项目测量，即更复杂的测量策略，可以挖掘更多的随机性，从而在相同的量子资源下提高随机性的认证效率。
SIC-POVM是一种特殊类型的正交测量，它在量子信息理论中具有重要的地位。这种测量能够提供关于系统状态的最丰富的信息，理论上可以利用纠缠的量子比特认证出最大量的随机性。在这篇论文中，研究人员进行了实验性的探索，通过SIC-POVM来验证量子随机性认证，观察到的非局域相关性接近于理论预测值。
此外，关键词“nonlocality”（非局域性）、“randomness”（随机性）和“SIC-POVM”表明，该研究旨在深入理解非局域性如何产生随机性，并且SIC-POVM如何成为认证这种随机性的强大工具。设备独立的量子随机数生成器（DI-QRNG）和设备独立的量子随机性认证是相关的概念，它们强调了即使在对设备内部工作原理一无所知的情况下，也可以基于量子纠缠的非局域性质来生成和认证真正的随机数。
在未来，这项工作可能为量子随机性认证的极限提供有价值的参考，这在密码学、安全通信和模拟复杂问题等领域具有广泛应用前景，因为真正的随机数对于这些领域是至关重要的。通过这样的研究，我们可以更好地理解和利用量子物理的奇妙特性，推动量子技术的发展。
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