論文の概要: Hierarchies among Genuine Multipartite Entangling Capabilities of Quantum Gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.06574v3
• Date: Fri, 15 Aug 2025 07:53:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-18 14:51:22.650351
• Title: Hierarchies among Genuine Multipartite Entangling Capabilities of Quantum Gates
• Title（参考訳）: 量子ゲートの遺伝的多部エンタングリング能力の階層性
• Authors: Mrinmoy Samanta, Sudipta Mondal, Samir Kumar Hazra, Aditi Sen De,
• Abstract要約: 我々は、真の多部絡み(GME)を生成する能力に応じて量子ゲートを分類する。 特に、固定ユニタリ演算子がk-分離状態の集合に作用すると、その特定のユニタリ演算子を介して生成される最大真の多部絡み合い内容が決定される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.22499166814992438
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We classify quantum gates according to their capability to generate genuine multipartite entanglement (GME), using a hierarchy based on multipartite separable states. In particular, when a fixed unitary operator acts on the set of k-separable states, the maximal genuine multipartite entanglement content produced via that particular unitary operator is determined after maximizing over the set of k-separable input states. We identify unitary operators that are beneficial for generating high GME when the input states are entangled in some bipartition, although the picture can also be reversed, where such initial entanglement offers no advantage. We investigate the maximum entangling power of a broad range of unitary operators, encompassing special classes of quantum gates, as well as diagonal, permutation, and Haar-uniformly generated unitaries by computing generalized geometric measure (GGM) as a GME quantifier. Additionally, we observe a notable distinction in entangling power based on the nature of the input states: when maximization is restricted to separable states with real coefficients, the entangling power is lower than when the optimization is carried out over arbitrary separable states with complex coefficients, thereby highlighting the role of complex amplitudes in entanglement creation. Furthermore, we determine which unitary operators, along with their corresponding optimal inputs, yield output states with the highest achievable GGM.
• Abstract（参考訳）: 多部分離状態に基づく階層構造を用いて、真の多部絡み(GME)を生成する能力に応じて量子ゲートを分類する。 特に、固定ユニタリ演算子がk-分離可能な状態の集合に作用すると、k-分離可能な入力状態の集合を最大化した後、その特定のユニタリ演算子を介して生成される最大真の多部絡み合い内容が決定される。 入力状態が2分割に絡まったときに高いGMEを生成するのに有効なユニタリ演算子を同定する。 一般化幾何測度(GGM)をGME量化器として計算することにより、量子ゲートの特殊クラス、対角、置換、ハール均一生成ユニタリを包含する幅広いユニタリ作用素の最大エンタングリングパワーについて検討する。 さらに,入力状態の性質に基づく絡み合いパワーの顕著な特徴として,最大化が実係数で分離可能な状態に制限された場合,この絡み合いパワーは複素係数で任意の分離可能な状態上で最適化される場合よりも小さくなり,絡み合い生成における複雑な振幅の役割が強調される。 さらに、どのユニタリ演算子と対応する最適入力が、最も達成可能なGGMを持つ出力状態を生成するかを決定する。

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