論文の概要: Quantifying entanglement dimensionality from the quantum Fisher information matrix

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.14595v1
• Date: Fri, 24 Jan 2025 16:02:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-27 14:56:35.148882
• Title: Quantifying entanglement dimensionality from the quantum Fisher information matrix
• Title（参考訳）: 量子フィッシャー情報行列による絡み合い次元の定量化
• Authors: Shaowei Du, Shuheng Liu, Matteo Fadel, Giuseppe Vitagliano, Qiongyi He,
• Abstract要約: 絡み合いは量子エンハンスド・メトロジーにとって不可欠な資源である。 多くのキューディットで構成されるシステムでは、二分割をまたいだ絡み合いの次元性を特徴づけることも重要である。 このギャップを埋めるために、量子フィッシャー情報行列(QFIM)の基準を導出した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.747623282473278
• License:
• Abstract: Entanglement is known to be an essential resource for a number of tasks, including quantum-enhanced metrology, and can thus be quantified by figures of merit related to those tasks. In quantum metrology this is emphasized by the connections between the quantum Fisher information (QFI), providing the ultimate bounds of precision, and multipartite entanglement quantifiers such as the depth of entanglement. In systems composed by many qudits, it is also important to characterize the dimensionality of entanglement across bipartitions, i.e., loosely speaking, the minimal number of levels that must be entangled with each other in a given bipartition. However, the impact of high-dimensional entanglement on the QFI remains unexplored. In this work, we fill this gap by deriving a quantum Fisher information matrix (QFIM) criterion for witnessing the entanglement dimensionality across bipartitions, along with scalar corollaries, which we also extend to the multipartite scenario. To further emphasize the significance of our results, we draw connections with the precision of multiparameter estimation, which also provides a practical way of implementing our methods in experiments.
• Abstract（参考訳）: 絡み合いは、量子エンハンスド・メトロジーを含む多くのタスクにとって不可欠な資源であることが知られており、それによってそれらのタスクに関連するメリットの数値によって定量化することができる。 量子力学において、これは量子フィッシャー情報 (QFI) の接続によって強調され、精度の究極的な境界と、絡み合いの深さのような多部共役量子化器によって強調される。 多くのキューディットによって構成されるシステムでは、二分割をまたいだ絡み合いの次元性、すなわちゆるやかに言えば、与えられた二分割において互いに絡み合わなければならない最小限のレベルを特徴づけることも重要である。 しかし、QFIに対する高次元エンタングルメントの影響は未解明のままである。 本研究では、このギャップを量子フィッシャー情報行列(QFIM)基準から導出し、二分割をまたいだ絡み合いの次元を観察し、スカラー・コラリーを導出し、マルチパーティイト・シナリオにも拡張する。 結果の意義をさらに強調するため,我々は多パラメータ推定の精度と接続し,本手法を実験で実装する実践的な方法も提供する。

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