論文の概要: Observation of entanglement negativity transition of pseudo-random mixed states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.13347v1
• Date: Mon, 29 Aug 2022 02:56:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-28 15:00:46.631047
• Title: Observation of entanglement negativity transition of pseudo-random mixed states
• Title（参考訳）: 擬似ランダム混合状態の絡み合い負性転移の観察
• Authors: Tong Liu, Shang Liu, Hekang Li, Hao Li, Kaixuan Huang, Zhongcheng Xiang, Xiaohui Song, Kai Xu, Dongning Zheng, Heng Fan
• Abstract要約: マルチパーティ・エンタングルメントは量子計算の鍵となる資源である。 本稿では, 完全に接続された20量子ビット超伝導プロセッサを用いて, 負性により量子化された絡み合い遷移の観測を報告する。 我々のシミュレーターは、ランダムな状態を生成し、多部量子系の絡み合い構造を理解する強力なツールを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 23.43987389179338
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Multipartite entanglement is a key resource for quantum computation. It is expected theoretically that entanglement transition may happen for multipartite random quantum states, however, which is still absent experimentally. Here, we report the observation of entanglement transition quantified by negativity using a fully connected 20-qubit superconducting processor. We implement multi-layer pseudo-random circuits to generate pseudo-random pure states of 7 to 15 qubits. Then, we investigate negativity spectra of reduced density matrices obtained by quantum state tomography for 6 qubits.Three different phases can be identified by calculating logarithmic negativities based on the negativity spectra. We observe the phase transitions by changing the sizes of environment and subsystems. The randomness of our circuits can be also characterized by quantifying the distance between the distribution of output bit-string probabilities and Porter-Thomas distribution. Our simulator provides a powerful tool to generate random states and understand the entanglement structure for multipartite quantum systems.
• Abstract（参考訳）: マルチパーティ・エンタングルメントは量子計算の鍵となる資源である。 しかし、理論上、絡み合い遷移は多粒子のランダムな量子状態に対して起こりうると期待されている。 本稿では,完全接続型20量子ビット超伝導プロセッサを用いて,ネガティビティによって定量化された絡み合い遷移の観測を行う。 多層擬似ランダム回路を実装し、7〜15キュービットの擬似ランダム純状態を生成する。 次に, 量子状態トモグラフィにより6量子ビットの還元密度行列のネガティビティスペクトルを調べ, ネガティビティスペクトルに基づいて対数ネガティビティを計算することにより3つの異なる位相を同定する。 環境やサブシステムのサイズを変えることで、相転移を観察する。 また,回路のランダム性は,出力ビットストリング確率分布とポーター・トーマス分布との距離を定量化することでも特徴付けられる。 シミュレーションは、ランダム状態を生成し、多成分量子システムの絡み合い構造を理解するための強力なツールを提供する。

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