論文の概要: One-body entanglement as a quantum resource in fermionic systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.03570v3
- Date: Tue, 27 Oct 2020 02:06:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-12 23:21:32.336133
- Title: One-body entanglement as a quantum resource in fermionic systems
- Title（参考訳）: フェルミオン系における量子資源としての一体絡み合い
- Authors: N. Gigena, M. Di Tullio, R. Rossignoli
- Abstract要約: 片体の絡み合いは量子資源とみなすことができる。
これは反対称性以外の相関を必要とするフェルミオン量子計算のモデルと一致している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We show that one-body entanglement, which is a measure of the deviation of a
pure fermionic state from a Slater determinant (SD) and is determined by the
mixedness of the single-particle density matrix (SPDM), can be considered as a
quantum resource. The associated theory has SDs and their convex hull as free
states, and number conserving fermion linear optics operations (FLO), which
include one-body unitary transformations and measurements of the occupancy of
single-particle modes, as the basic free operations. We first provide a
bipartitelike formulation of one-body entanglement, based on a Schmidt-like
decomposition of a pure $N$-fermion state, from which the SPDM [together with
the $(N-1)$-body density matrix] can be derived. It is then proved that under
FLO operations, the initial and postmeasurement SPDMs always satisfy a
majorization relation, which ensures that these operations cannot increase, on
average, the one-body entanglement. It is finally shown that this resource is
consistent with a model of fermionic quantum computation which requires
correlations beyond antisymmetrization. More general free measurements and the
relation with mode entanglement are also discussed.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,一粒子密度行列(spdm)の混合性によって決定される,純フェルミオン状態の偏差(sd)の尺度である一体の絡み合いを量子資源と考えることができることを示す。
関連する理論はSDとその凸殻を自由状態とし、一体一元変換と単一粒子モードの占有率の測定を含む数保存フェルミオン線形光学演算(FLO)を基本自由状態とする。
まず,SPDM (Together with the $(N-1)$-body density matrix) を導出する純粋な$N$-fermion状態のSchmidt様分解に基づいて,片体絡みの両部状定式化を行う。
次に、FLO操作下では、初期および後測定SPDMが常にメジャー化関係を満たすことが証明され、これにより、平均して1体の絡み合いが増大しないことが保証される。
最終的に、この資源は反対称性を超えた相関を必要とするフェルミオン量子計算のモデルと一致することが示されている。
より一般的な自由度測定とモード絡み合いとの関係についても論じる。
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