論文の概要: Stabilizer entropies are monotones for magic-state resource theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.11652v3
- Date: Sun, 20 Oct 2024 17:48:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-22 13:11:55.831655
- Title: Stabilizer entropies are monotones for magic-state resource theory
- Title（参考訳）: 安定化剤エントロピーはマジック状態資源理論のためのモノトンである
- Authors: Lorenzo Leone, Lennart Bittel,
- Abstract要約: 我々は、純状態に制限されたマジック状態資源理論の文脈内で、$alpha geq 2$に対して安定化器エントロピーの単調性を確立する。
我々は, コンベックス屋根構造を介して, モノトンとして混合状態に安定化器エントロピーを拡張した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Magic-state resource theory is a powerful tool with applications in quantum error correction, many-body physics, and classical simulation of quantum dynamics. Despite its broad scope, finding tractable resource monotones has been challenging. Stabilizer entropies have recently emerged as promising candidates (being easily computable and experimentally measurable detectors of nonstabilizerness) though their status as true resource monotones has been an open question ever since. In this Letter, we establish the monotonicity of stabilizer entropies for $\alpha \geq 2$ within the context of magic-state resource theory restricted to pure states. Additionally, we show that linear stabilizer entropies serve as strong monotones. Furthermore, we extend stabilizer entropies to mixed states as monotones via convex roof constructions, whose computational evaluation significantly outperforms optimization over stabilizer decompositions for low-rank density matrices. As a direct corollary, we provide improved conversion bounds between resource states, revealing a preferred direction of conversion between magic states. These results conclusively validate the use of stabilizer entropies within magic-state resource theory and establish them as the only known family of monotones that are experimentally measurable and computationally tractable.
- Abstract（参考訳）: マジックステートリソース理論は、量子エラー補正、多体物理学、量子力学の古典シミュレーションに応用できる強力なツールである。
広い範囲にもかかわらず、抽出可能な資源モノトンを見つけることは困難である。
安定化剤のエントロピーは、近ごろ有望な候補(非安定化剤の計算が容易で実験的に測定可能な検出器)として現れてきたが、真の資源モノトンとしての地位は、それ以来オープンな問題となっている。
このレターでは、純粋状態に制限されたマジック状態資源理論の文脈内で、$\alpha \geq 2$ の安定化エントロピーの単調性を確立する。
さらに, 線形安定層エントロピーは強いモノトンとして機能することを示した。
さらに, 安定度エントロピーは, 低ランク密度行列に対する安定度分解よりも, 計算性能が大幅に向上する凸屋根構造により, モノトンとして混合状態に拡張する。
直系として、資源状態間の変換境界を改善し、マジック状態間の変換の好ましい方向を明らかにする。
これらの結果は、魔法状態資源理論における安定化エントロピーの使用を確定的に検証し、実験的に測定可能で計算的に抽出可能な唯一のモノトン族として確立する。
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