論文の概要: Experimentally accessible non-separability criteria for multipartite entanglement structure detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.04177v1
• Date: Fri, 8 Oct 2021 14:58:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-12 01:05:54.901489
• Title: Experimentally accessible non-separability criteria for multipartite entanglement structure detection
• Title（参考訳）: 多部交絡構造検出のための実験的非分離性基準
• Authors: Guillermo Garc\'ia-P\'erez, Oskari Kerppo, Matteo A. C. Rossi, Sabrina Maniscalco
• Abstract要約: 本研究では,ある分割に関して,非分離性に対する十分な条件を識別する実験的かつスケーラブルな反復手法を提案する。 我々は,4量子ビットのSmolinと8量子のW状態の構造を推定することにより,20量子ビットのIBM量子コンピュータ上で実験を行った。 W状態の場合、非分離状態からシステム内の絡み合いが少なく、断片化された極小パーティションまで、デバイス上での異なる実行で非常に異なる結果が得られる。
• 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: The description of the complex separability structure of quantum states in terms of partially ordered sets has been recently put forward. In this work, we address the question of how to efficiently determine these structures for unknown states. We propose an experimentally accessible and scalable iterative methodology that identifies, on solid statistical grounds, sufficient conditions for non-separability with respect to certain partitions. In addition, we propose an algorithm to determine the minimal partitions (those that do not admit further splitting) consistent with the experimental observations. We test our methodology experimentally on a 20-qubit IBM quantum computer by inferring the structure of the 4-qubit Smolin and an 8-qubit W states. In the first case, our results reveal that, while the fidelity of the state is low, it nevertheless exhibits the partitioning structure expected from the theory. In the case of the W state, we obtain very disparate results in different runs on the device, which range from non-separable states to very fragmented minimal partitions with little entanglement in the system. Furthermore, our work demonstrates the applicability of informationally complete POVM measurements for practical purposes on current NISQ devices.
• Abstract（参考訳）: 部分的に順序付けられた集合の観点からの量子状態の複素分離性構造の記述が最近進んでいる。 本稿では,これらの構造を未知の状態に対して効率的に決定する方法について述べる。 そこで本稿では, 統計的根拠から, 非分離性を示す十分な条件を特定できる実験的かつスケーラブルな反復手法を提案する。 さらに,実験結果と整合する最小分割(それ以上の分割を認めない)を決定するアルゴリズムを提案する。 我々は,4量子ビットSmolinと8量子ビットW状態の構造を推定することにより,20量子ビットのIBM量子コンピュータ上で実験を行った。 第一のケースでは、状態の忠実性は低いが、それでも理論から期待される分割構造を示すことが示される。 W状態の場合、非分離状態からシステム内の絡み合いが少なく、断片化された極小パーティションまで、デバイス上での異なる実行で非常に異なる結果が得られる。 さらに,本研究は,現在のNISQデバイスにおける実用目的のための情報完全POVM測定の適用性を示す。

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