Исследователи из Научно-технического университета Китая (USTC) сделали важное открытие в области квантовой случайности. Их исследование, опубликованное в *Physical Review Letters*, показывает, что не все формы квантовой нелокальности обеспечивают внутреннюю случайность, особенно в сложных системах.
Команда продемонстрировала, что, хотя нарушение неравенств Белла с двумя входами гарантирует сертификацию случайности, этот принцип не работает в системах с множественным входом и множественным выходом (MIMO). Они обнаружили, что определенные неравенства Белла, такие как фасетные неравенства, могут демонстрировать нелокальность, не гарантируя случайности. Однако неравенства Салавракоса-Авгусяка-Тура-Виттека-Асина-Пиронио (SATWAP) последовательно связывают нелокальность и случайность, даже в установках MIMO.
Эксперименты с использованием многомерных фотонных систем подтвердили эти результаты. Неравенство SATWAP оказалось эффективным для сертификации случайности, достигнув скорости 1,867 бита на пару фотонов в четырехмерной системе. Это подчеркивает важность выбора подходящих неравенств Белла для сертификации случайности в многомерных системах.
Чувствительность неравенств SATWAP делает их мощным инструментом даже при несовершенной эффективности обнаружения, расширяя сферу практического применения, например, для безопасной генерации случайных чисел.