論文の概要: Entanglement detection in quantum many-body systems using entropic uncertainty relations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.08848v2
• Date: Sat, 22 May 2021 11:22:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-14 08:30:56.805665
• Title: Entanglement detection in quantum many-body systems using entropic uncertainty relations
• Title（参考訳）: エントロピーの不確かさ関係を用いた量子多体系の絡み合い検出
• Authors: Bjarne Bergh and Martin G\"arttner
• Abstract要約: 本研究では,エントロピー不確実性関係に基づく絡み合い対策について実験的に検討した。 サブシステム毎に2つの異なる測定設定でのみ結合確率分布を計測する必要がある。
• 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 study experimentally accessible lower bounds on entanglement measures based on entropic uncertainty relations. Experimentally quantifying entanglement is highly desired for applications of quantum simulation experiments to fundamental questions, e.g., in quantum statistical mechanics and condensed-matter physics. At the same time it poses a significant challenge because the evaluation of entanglement measures typically requires the full reconstruction of the quantum state, which is extremely costly in terms of measurement statistics. We derive an improved entanglement bound for bipartite systems, which requires measuring joint probability distributions in only two different measurement settings per subsystem, and demonstrate its power by applying it to currently operational experimental setups for quantum simulation with cold atoms. Examining the tightness of the derived entanglement bound, we find that the set of pure states for which our relation is tight is strongly restricted. We show that for measurements in mutually unbiased bases the only pure states that saturate the bound are maximally entangled states on a subspace of the bipartite Hilbert space (this includes product states). We further show that our relation can also be employed for entanglement detection using generalized measurements, i.e., when not all measurement outcomes can be resolved individually by the detector. In addition, the impact of local conserved quantities on the detectable entanglement is discussed.
• Abstract（参考訳）: エントロピーの不確実性関係に基づくエンタングルメント測度の実験的アクセス可能な下限について検討した。 量子シミュレーション実験の基本的な問題、例えば量子統計力学や凝縮物質物理学への応用には、実験的に定量化の絡み合いが強く望まれる。 同時に、エンタングルメント測度の評価には一般的に量子状態の完全な再構築が必要であり、測定統計の面では非常にコストがかかるため、大きな課題となる。 2成分系の絡み合いが改善され、サブシステムごとに2つの異なる測定条件で合同確率分布の測定が必要となり、現在運用中の量子シミュレーション用実験系に適用することにより、そのパワーを実証する。 導出した絡み合い境界の厳密性を調べると、我々の関係が厳密である純状態の集合が強く制限されていることが分かる。 相互に偏りのない基底における測度について、有界を飽和する純粋状態は、双分割ヒルベルト空間の部分空間上の極大絡み合い状態(積状態を含む)であることを示す。 さらに, 一般計測による絡み合い検出, すなわち, 全ての測定結果が検出器によって個別に解決できない場合にも, この関係を適用できることを示す。 また,検出可能な絡み合いに対する局所保存量の影響について考察した。

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