論文の概要: Error estimation of different schemes to measure spin-squeezing inequalities

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.17845v2
• Date: Thu, 22 Aug 2024 15:31:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-23 19:56:46.277573
• Title: Error estimation of different schemes to measure spin-squeezing inequalities
• Title（参考訳）: スピンスクイーズ不等式を測定する異なるスキームの誤差推定
• Authors: Jan Lennart Bönsel, Satoya Imai, Ye-Chao Liu, Otfried Gühne,
• Abstract要約: スピンスクイーズ不等式は、全角運動量の測定だけでなく、2量子相関によって評価できることを示す。 非線形推定器における誤差境界の導出について,その分散の助けを借りて検討する。 また、量子状態の他の非線形パラメータの統計処理にも応用できる。
• 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: How can we analyze quantum correlations in large and noisy systems without quantum state tomography? An established method is to measure total angular momenta and employ the so-called spin-squeezing inequalities based on their expectations and variances. This allows detection of metrologically useful entanglement, but efficient strategies for estimating such nonlinear quantities have yet to be determined. In this paper we show that spin-squeezing inequalities can not only be evaluated by measurements of the total angular momentum but also by two-qubit correlations, either involving all pair correlations or randomly chosen pair correlations. Then we analyze the estimation errors of our approaches in terms of a hypothesis test. For this purpose, we discuss how error bounds can be derived for nonlinear estimators with the help of their variances, characterizing the probability of falsely detecting a separable state as entangled. We focus on the spin-squeezing inequalities in multiqubit systems. Our methods, however, can also be applied to spin-squeezing inequalities for qudits or for the statistical treatment of other nonlinear parameters of quantum states.
• Abstract（参考訳）: 量子状態トモグラフィーを使わずに、大規模・ノイズの多いシステムの量子相関をどうやって解析できるのか? 確立された方法は、全角モーメントを計測し、その期待と分散に基づいて、いわゆるスピンスクイーズ不等式を用いることである。 これにより、気象学的に有用な絡み合いを検出することができるが、そのような非線形量を推定するための効率的な戦略はまだ決定されていない。 本稿では、全角運動量の測定だけでなく、全てのペア相関やランダムに選択されたペア相関を含む2量子相関によってスピンスクイーズの不等式を評価することができることを示す。 次に,仮説テストの観点から,提案手法の誤差を解析する。 そこで本研究では, 非線形推定器における誤差境界の導出について検討し, 分離状態が絡み合っていることを誤検出する確率を特徴付ける。 マルチキュービット系におけるスピンスクイーズ不等式に着目する。 しかし、我々の手法は量子状態の他の非線形パラメータの統計処理にも適用できる。

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