論文の概要: Monogamy-of-entanglement-inspired protocol to quantify bipartite entanglement using spin squeezing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.03728v2
• Date: Sat, 19 Apr 2025 05:43:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-22 21:38:34.56737
• Title: Monogamy-of-entanglement-inspired protocol to quantify bipartite entanglement using spin squeezing
• Title（参考訳）: スピンスクイーズ法による二部構造エンタングルメントの定量化のためのモノガミー・オブ・エンタングルメント・インスパイアされたプロトコル
• Authors: Diego Fallas Padilla, Mingjian Zhu, Han Pu,
• Abstract要約: 我々は,$N$ qubitsのシステムにおいて,二部交絡を検出するプロトコルを提案する。 提案手法の精度は,スケザリングハミルトニアンの適切な選択によって向上できることを示す。 提案プロトコルでは,状態トモグラフィがアクセス不能あるいは実行困難なプラットフォームにおいて,絡み検出の代替手段を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6371451421827667
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum entanglement is an essential resource for quantum science and technology. However, entanglement detection and quantification, via typical entanglement measures such as linear entanglement entropy or negativity, can be a very challenging task. Here we propose a protocol to detect bipartite entanglement in a system of $N$ qubits inspired by the concept of monogamy of entanglement, where, given a total system in a pure state with some bipartite entanglement between two subsystems, subsequent unitary evolution and measurement of one of the subsystems may be used to quantify the entanglement between the two. To address the difficulty of detection, we propose to use spin squeezing to quantify the entanglement within the individual subsystem. Knowing that the relation between spin squeezing and some entanglement measures is not one-to-one, we give some suggestions on how a judicious choice of squeezing Hamiltonian can lead to better results in our protocol. For systems with a small number of qubits, we derive analytical results and show how our protocol can work optimally for GHZ states. For larger systems, we show how the accuracy of the protocol can be improved by a proper choice of the squeezing Hamiltonian. Our protocol presents an alternative for entanglement detection in platforms where state tomography is inaccessible or hard to perform. Additionally, the ideas presented here can be extended beyond spin-only systems to expand their applicability.
• Abstract（参考訳）: 量子絡み合いは量子科学と技術にとって不可欠な資源である。 しかし、エンタングルメントの検出と定量化は、線形エンタングルメントエントロピーや負性といった典型的なエンタングルメント測度を通じて、非常に難しい課題となる。 ここでは,2つのサブシステム間の二分的絡み合いを持つ純粋状態の全体系を与えられた場合,その2つのサブシステム間の絡み合いを定量化するために,N$量子ビットのシステムにおける二分的絡み合いを検出するプロトコルを提案する。 検出の難しさに対処するために,スピンスクイーズを用いて個々のサブシステム内の絡み合いを定量化する手法を提案する。 スピンスクイージングといくつかの絡み合い測度の関係が1対1ではないことを知るため、ハミルトニアンをスクイージングする司法的選択が、我々のプロトコルにおいてどのようにより良い結果をもたらすかを示唆する。 少数の量子ビットを持つシステムでは、解析結果を導き、我々のプロトコルがGHZ状態に対して最適に動作するかを示す。 より大規模なシステムでは、スキーズするハミルトンの適切な選択によってプロトコルの精度が向上することを示す。 提案プロトコルでは,状態トモグラフィがアクセス不能あるいは実行困難なプラットフォームにおいて,絡み検出の代替手段を提案する。 さらに、ここで提示されるアイデアは、スピンオンリーシステムを超えて適用性を拡張することができる。

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