論文の概要: Extraction of Product and Higher Moment Weak Values: Applications in Quantum State Reconstruction and Entanglement Detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.00573v2
• Date: Thu, 5 May 2022 05:58:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-23 20:44:41.936167
• Title: Extraction of Product and Higher Moment Weak Values: Applications in Quantum State Reconstruction and Entanglement Detection
• Title（参考訳）: 製品およびより高いモーメント弱値の抽出:量子状態再構成と絡み合い検出への応用
• Authors: Sahil, Sohail, Subhrajit Modak, Sibasish Ghosh and Arun Kumar Pati
• Abstract要約: 観測対象の高次モーメント弱い値に、観測対象の弱値とペア選択後のペア選択でアクセスできることを示す。 我々は、任意の純および混合前選択状態に対して、バイパルタイト系で積弱値を計算した。 応用として、高次のモーメント弱値と積弱値を用いて、単項系と二項系の未知の量子状態を再構成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Weak measurements introduced by Aharonov, Albert and Vaidman (AAV) can provide informations about the system with minimal back action. Weak values of product observables (commuting) or higher moments of an observable are informationally important in the sense that they are useful to resolve some paradoxes, realize strange quantum effects, reconstruct density matrices, etc. In this work, we show that it is possible to access the higher moment weak values of an observable using weak values of that observable with pairwise orthogonal post-selections. Although the higher moment weak values of an observable are inaccessible with Gaussian pointer states, our method allows any pointer state. We have calculated product weak values in a bipartite system for any given pure and mixed pre selected states. Such product weak values can be obtained using only the measurements of local weak values (which are defined as single system weak values in a multi-partite system). As an application, we use higher moment weak values and product weak values to reconstruct unknown quantum states of single and bipartite systems, respectively. Further, we give a necessary separability criteria for finite dimensional systems using product weak values and certain class of entangled states violate this inequality by cleverly choosing the product observables and the post selections. By such choices, positive partial transpose (PPT) criteria can be achieved for these classes of entangled states. Robustness of our method which occurs due to inappropriate choices of quantum observables and noisy post-selections is also discussed here. Our method can easily be generalized to the multi-partite systems.
• Abstract（参考訳）: Aharonov, Albert and Vaidman (AAV) によって導入された弱測定は、最小のバックアクションでシステムに関する情報を提供することができる。 可観測性の弱い値(可換)または可観測性のより高いモーメントは、いくつかのパラドックスの解決、奇妙な量子効果の実現、密度行列の再構成などに役立つという意味で情報的に重要である。 本研究では,ペアワイズ直交後選択を伴う可観測値の弱値を用いて,可観測値の高いモーメント弱値にアクセス可能であることを示す。 可観測性のより高いモーメントの弱値はガウスポインター状態ではアクセスできないが、この方法は任意のポインター状態を可能にする。 任意の純および混合前選択状態に対する二成分系における積弱値を計算した。 このような積弱値は、局所弱値(多元系において単一系弱値として定義される)の測定のみを用いて得ることができる。 応用として,高モーメント弱値と積弱値を用いて,単一系と二成分系の未知の量子状態をそれぞれ再構成する。 さらに, 積弱値と絡み合った状態のクラスを用いて, 有限次元系に対して, 可観測量とポスト選択を巧みに選択することにより, 必要な分離性基準を与える。 このような選択により、これらの絡み合った状態のクラスに対して正の部分変換(PPT)基準を達成することができる。 量子観測器の不適切な選択と雑音後の選択により発生する手法のロバスト性についても述べる。 提案手法は, マルチパーティシステムに容易に一般化できる。

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