論文の概要: Indistinguishability of identical bosons from a quantum information theory perspective

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.06626v1
• Date: Thu, 13 Jul 2023 08:45:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-14 15:31:17.808595
• Title: Indistinguishability of identical bosons from a quantum information theory perspective
• Title（参考訳）: 量子情報理論から見た同一ボソンの不明瞭性
• Authors: Matthias Englbrecht, Tristan Kraft, Christoph Dittel, Andreas Buchleitner, Geza Giedke, Barbara Kraus
• Abstract要約: 本稿では、受動線形光学および粒子数検出による実験において、同一ボソンの不明瞭性に関する一般的な理論を示す。 我々は、$N$粒子対称部分空間へのプロジェクターの期待値を、不明瞭性の操作的に意味のある尺度として同定する。 これらの状態は、置換不変ユニタリまで計算ベースで対角的であることを示す。
• 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: Using tools from quantum information theory, we present a general theory of indistinguishability of identical bosons in experiments consisting of passive linear optics followed by particle number detection. Our results do neither rely on additional assumptions on the input state of the interferometer, such as, for instance, a fixed mode occupation, nor on any assumption on the degrees of freedom that potentially make the particles distinguishable. We identify the expectation value of the projector onto the $N$-particle symmetric subspace as an operationally meaningful measure of indistinguishability, and derive tight lower bounds on it that can be efficiently measured in experiments. Moreover, we present a consistent definition of perfect distinguishability and characterize the corresponding set of states. In particular, we show that these states are diagonal in the computational basis up to a permutationally invariant unitary. Moreover, we find that convex combinations of states that describe partially distinguishable and perfectly indistinguishable particles can lead to perfect distinguishability, which itself is not preserved under convex combinations.
• Abstract（参考訳）: 量子情報理論のツールを用いて、受動線形光学および粒子数検出による実験において、同一ボソンの不明瞭性に関する一般的な理論を示す。 私たちの結果は、例えば固定モードの占有など、干渉計の入力状態に対する追加的な仮定や、粒子を識別可能な自由度に関する仮定に依存していません。 我々は,n$-particle symmetric subspace へのプロジェクタの期待値を,操作上有意義な不一致性の尺度として同定し,実験で効率的に測定できる狭い下界を導出する。 さらに,完全識別性の定義を一貫し,対応する状態の集合を特徴付ける。 特に、これらの状態は、置換不変ユニタリまでの計算基底において対角的であることを示す。 さらに、部分的に識別可能で完全に識別不可能な粒子を記述する状態の凸結合は、凸結合では保存されない完全な識別可能性をもたらすことが判明した。

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