論文の概要: Constructing a ball of separable and absolutely separable states for
$2\otimes d$ quantum system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.00891v2
- Date: Tue, 12 Jan 2021 13:09:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-11 20:56:30.039513
- Title: Constructing a ball of separable and absolutely separable states for
$2\otimes d$ quantum system
- Title(参考訳): 2\otimes d$量子システムのための分離可能かつ絶対分離可能な状態球の構築
- Authors: Satyabrata Adhikari
- Abstract要約: 絶対分離状態は、その中に無限小の量子相関が存在するとしても、量子計算に有用である。
特に、qubit-qudit系では、新たに構築された球はより大きな絶対分離状態を含むことを示す。
- 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: Absolute separable states is a kind of separable state that remain separable
under the action of any global unitary transformation. These states may or may
not have quantum correlation and these correlations can be measured by quantum
discord. We find that the absolute separable states are useful in quantum
computation even if it contains infinitesimal quantum correlation in it. Thus
to search for the class of two-qubit absolute separable states with zero
discord, we have derived an upper bound for $Tr(\varrho^{2})$, where $\varrho$
denoting all zero discord states. In general, the upper bound depends on the
state under consideration but if the state belong to some particular class of
zero discord states then we found that the upper bound is state independent.
Later, it is shown that among these particular classes of zero discord states,
there exist sub-classes which are absolutely separable. Furthermore, we have
derived necessary conditions for the separability of a given qubit-qudit
states. Then we used the derived conditions to construct a ball for $2\otimes
d$ quantum system described by $Tr(\rho^{2})\leq Tr(X^{2})+2Tr(XZ)+Tr(Z^{2})$,
where the $2\otimes d$ quantum system is described by the density operator
$\rho$ which can be expressed by block matrices $X,Y$ and $Z$ with $X,Z\geq 0$.
In particular, for qubit-qubit system, we show that the newly constructed ball
contain larger class of absolute separable states compared to the ball
described by $Tr(\rho^{2})\leq \frac{1}{3}$. Lastly, we have derived the
necessary condition in terms of purity for the absolute separability of a
qubit-qudit system under investigation.
- Abstract(参考訳): 絶対分離状態は、任意の大域的ユニタリ変換の作用の下で分離可能な状態の一種である。
これらの状態は量子相関を持ちうるか、そうでないかもしれないし、これらの相関は量子不協和によって測定することができる。
絶対分離状態は、たとえ無限小の量子相関を含むとしても、量子計算において有用である。
したがって、ゼロディスコードを持つ2量子ビットの絶対分離可能な状態のクラスを探索するために、すべてのゼロディスコード状態を示す$\varrho$ である$tr(\varrho^{2})$ の上限を導出した。
一般に、上界は検討中の状態に依存するが、その状態がゼロディスコード状態の特定のクラスに属するならば、上界は状態独立であることが分かる。
後に、これらの非調和状態の特定のクラスのうち、絶対分離可能な部分クラスが存在することが示される。
さらに、与えられたキュービット量子状態の分離性に必要な条件を導出した。
次に、導出条件を用いて、$tr(\rho^{2})\leq tr(x^{2})+2tr(xz)+tr(z^{2})$ で記述された2\otimes d$ の量子系を構築し、そこで2\otimes d$ 量子系は密度演算子 $\rho$ によって記述され、ブロック行列 $x,y$ と $z$ が $x,z\geq 0$ で表現できる。
特に、qubit-qubit系では、新しく構築された球は、$Tr(\rho^{2})\leq \frac{1}{3}$ で表される球と比較して、より大きい絶対分離状態を含むことを示す。
最後に,Qubit-qudit系の絶対分離性について,調査中の純度の観点から,その必要条件を導出した。
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