論文の概要: Probing post-measurement entanglement without post-selection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.20092v1
- Date: Wed, 31 May 2023 17:59:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-01 14:34:55.206983
- Title: Probing post-measurement entanglement without post-selection
- Title（参考訳）: ポストセレクションなしの計測後絡みの調査
- Authors: Samuel J. Garratt and Ehud Altman
- Abstract要約: 多数の測定値から生じる量子集合現象を観測する問題について検討する。
非従来的なアプローチは、実験データとシミュレーションの結果の相互相関を構築することである。
- 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: We study the problem of observing quantum collective phenomena emerging from
large numbers of measurements. These phenomena are difficult to observe in
conventional experiments because, in order to distinguish the effects of
measurement from dephasing, it is necessary to post-select on sets of
measurement outcomes whose Born probabilities are exponentially small in the
number of measurements performed. An unconventional approach, which avoids this
exponential `post-selection problem', is to construct cross-correlations
between experimental data and the results of simulations on classical
computers. However, these cross-correlations generally have no definite
relation to physical quantities. We first show how to incorporate shadow
tomography into this framework, thereby allowing for the construction of
quantum information-theoretic cross-correlations. We then identify
cross-correlations which both upper and lower bound the measurement-averaged
von Neumann entanglement entropy. These bounds show that experiments can be
performed to constrain post-measurement entanglement without the need for
post-selection. To illustrate our technique we consider how it could be used to
observe the measurement-induced entanglement transition in Haar-random quantum
circuits. We use exact numerical calculations as proxies for quantum
simulations and, to highlight the fundamental limitations of classical memory,
we construct cross-correlations with tensor-network calculations at finite bond
dimension. Our results reveal a signature of measurement-induced criticality
that can be observed using a quantum simulator in polynomial time and with
polynomial classical memory.
- Abstract（参考訳）: 多数の測定値から生じる量子集合現象を観測する問題について検討する。
これらの現象を従来の実験で観察することは困難であり, 測定結果の劣化を区別するためには, 出生確率が指数関数的に小さい測定結果の集合に対して, 後から選択する必要がある。
この指数的な「ポストセレクション問題」を避ける非従来的アプローチは、実験データとシミュレーションの結果の相互相関を構築することである。
しかし、これらの相互相関は一般に物理量と明確な関係を持たない。
まず、このフレームワークにシャドウトモグラフィーを組み込む方法を示し、量子情報理論の相互相関の構築を可能にする。
次に,測定平均のフォン・ノイマンエンタングルメントエントロピーを上下に有する交叉関係を同定した。
これらの境界は, ポストセレクションを必要とせずに, 測定後の絡み合いを抑える実験を行うことが可能であることを示している。
本手法を説明するために,Haar-random量子回路における測定誘起エンタングルメント遷移の観測方法を検討する。
量子シミュレーションのプロキシとして厳密な数値計算を用い,古典記憶の基本限界を強調するために,有限結合次元におけるテンソルネットワーク計算との相互相関を構築した。
その結果, 多項式時間と多項式古典記憶において量子シミュレータを用いて観測できる測定誘起臨界性のシグネチャが明らかになった。
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