論文の概要: Using linear and nonlinear entanglement witnesses to generate and detect bound entangled states on an IBM quantum processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.07769v1
• Date: Wed, 14 Aug 2024 18:41:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-16 15:48:53.099631
• Title: Using linear and nonlinear entanglement witnesses to generate and detect bound entangled states on an IBM quantum processor
• Title（参考訳）: 線形および非線形絡み合い目撃者を用いてIBM量子プロセッサ上の有界絡み状態の生成と検出
• Authors: Vaishali Gulati, Gayatri Singh, Kavita Dorai,
• Abstract要約: グリーンバーガー・ホーネ・ザイリンガー基底における3量子混合状態の有界絡みについて検討する。 これらの状態の絡み合いは、絡み合いの目撃者を用いて検出され、分析は正の部分的転移(PPT)を示す状態に焦点を当てる。 我々は,IBM量子プロセッサ上での6ビット純状態を用いた3量子GHZ対角混合状態を生成するための汎用量子回路を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate bound entanglement in three-qubit mixed states which are diagonal in the Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) basis. Entanglement in these states is detected using entanglement witnesses and the analysis focuses on states exhibiting positive partial transpose (PPT). We then compare the detection capabilities of optimal linear and nonlinear entanglement witnesses. In theory, both linear and nonlinear witnesses produce non-negative values for separable states and negative values for some entangled GHZ diagonal states with PPT, indicating the presence of entanglement. Our experimental results reveal that in cases where linear entanglement witnesses fail to detect entanglement, nonlinear witnesses are consistently able to identify its presence. Optimal linear and nonlinear witnesses were generated on an IBM quantum computer and their performance was evaluated using two bound entangled states (Kay and Kye states) from the literature, and randomly generated entangled states in the GHZ diagonal form. Additionally, we propose a general quantum circuit for generating a three-qubit GHZ diagonal mixed state using a six-qubit pure state on the IBM quantum processor. We experimentally implemented the circuit to obtain expectation values for three-qubit mixed states and compute the corresponding entanglement witnesses.
• Abstract（参考訳）: グリーンバーガー・ホーネ・ザイリンガー(GHZ)ベースで対角線となる3ビット混合状態における有界絡みについて検討する。 これらの状態の絡み合いは、絡み合いの目撃者を用いて検出され、分析は正の部分的転移(PPT)を示す状態に焦点を当てる。 次に、最適線形および非線形絡み目の検出能力を比較する。 理論上、線形および非線形の証人は、分離可能な状態に対して非負の値と、ある絡み合ったGHZ対角状態に対して、PPTで負の値を生成し、絡み合いの存在を示す。 実験の結果,直線的な絡み合いの目撃者が絡み合いの発見に失敗した場合,非線形な目撃者が常にその存在を識別できることが判明した。 最適線形および非線形の証人はIBMの量子コンピュータ上で生成され、その性能は文献から2つの有界絡み状態(カイ状態とケイ状態)とGHZ対角形のランダムに生成された絡み状態を用いて評価された。 さらに,IBM量子プロセッサ上での6ビット純状態を用いた3量子GHZ対角混合状態を生成するための汎用量子回路を提案する。 3ビット混合状態に対する期待値を得るために回路を実験的に実装し、対応する絡み込み証人を計算した。

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