論文の概要: Visualizing Entanglement, Measurements and Unitary Operations in
multi-Qubit Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.07596v1
- Date: Fri, 12 May 2023 16:41:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-15 12:10:28.009012
- Title: Visualizing Entanglement, Measurements and Unitary Operations in
multi-Qubit Systems
- Title(参考訳): マルチキュービットシステムにおける絡み合い・測定・ユニタリ操作の可視化
- Authors: Jonas Bley, Eva Rexigel, Alda Arias, Nikolas Longen, Lars Krupp,
Maximilian Kiefer-Emmanouilidis, Paul Lukowicz, Anna Donhauser, Stefan
K\"uchemann, Jochen Kuhn, and Artur Widera
- Abstract要約: 数量子ビットのアンサンブルの表現として、次元円記法を提案する。
この表記は、非自明な量子特性や過程を伝達する大きなポテンシャルを約束する。
これは、直感的な量子洞察と形式的な数学的記述の間の橋渡しとして、教育を超えてこれらの概念の理解を深める可能性がある。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.2152997761874467
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: In the field of quantum information science and technology, the
representation and visualization of quantum states and processes are essential
for both research and education. In this context, a focus especially lies on
ensembles of few qubits. While powerful representations exist for single-qubit
illustrations, such as the infamous Bloch sphere, similar visualizations to
intuitively understand quantum correlations or few-body entanglement are
scarce. Here, we present the dimensional circle notation as a representation of
such ensembles, adapting the so-called circle notation of qubits. The
$n$-particle system is represented in an $n$-dimensional space, and the
mathematical conditions for separability lead to symmetry conditions of the
quantum state visualized. This notation promises significant potential for
conveying nontrivial quantum properties and processes such as entanglement,
measurements and unitary operations in few-qubit systems to a broader audience,
and it could enhance understanding of these concepts beyond education as a
bridge between intuitive quantum insight and formal mathematical descriptions.
- Abstract(参考訳): 量子情報科学とテクノロジーの分野では、量子状態とプロセスの表現と視覚化は研究と教育の両方に不可欠である。
この文脈では、特に数量子ビットのアンサンブルに焦点を当てる。
悪名高いブロッホ球のような単一量子ビットのイラストには強力な表現が存在するが、量子相関や少数体の絡み合いを直感的に理解するための類似した視覚化は少ない。
ここでは、そのようなアンサンブルの表現として次元円記法を示し、いわゆる量子ビットの円記法を適用する。
n$-粒子系は$n$-次元空間で表現され、分離性の数学的条件は量子状態の対称性条件を可視化する。
この表記は、少数の量子ビット系における絡み合い、測定、ユニタリ演算などの非自明な量子的性質や過程を広い聴衆に伝達する大きな可能性を約束し、直感的な量子洞察と形式的な数学的記述の間の橋渡しとして教育を超えてこれらの概念の理解を高めることができる。
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