論文の概要: Transport approach to quantum state tomography

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.16819v2
• Date: Tue, 16 Sep 2025 12:03:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-17 15:46:32.539948
• Title: Transport approach to quantum state tomography
• Title（参考訳）: 量子状態トモグラフィーへの輸送アプローチ
• Authors: Jeanne Bourgeois, Gianmichele Blasi, Géraldine Haack,
• Abstract要約: 量子状態トモグラフィ(QST)は量子情報処理の中心的なタスクであり、量子暗号、計算、状態認証を可能にする。 従来のQSTは、単一および2量子ビットのパウリ作用素の射影測定に依存しており、環境散逸から関心の系を分離する必要がある。 オープンな構成で量子系を流れる電流と関連する輸送量を測定することで、量子状態の再構築が可能になることを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum state tomography (QST) is a central task for quantum information processing, enabling quantum cryptography, computation, and state certification. Traditional QST relies on projective measurements of single- and two-qubit Pauli operators, requiring the system of interest to be isolated from environmental dissipation. In this work, we demonstrate that measuring currents and associated transport quantities flowing through a quantum system in an open configuration enable the reconstruction of its quantum state. This result relies on an exact relation between transport quantities and the Krylov subspaces associated with the Lindbladian which encodes the dynamical evolution of an open quantum system. We illustrate this transport approach to QST with the explicit example of a two-qubit system embedded in a two-terminal setup. As a direct consequence of our framework, we are able to provide a transport-based entanglement measure to certify the presence of quantum correlations, expressing the concurrence in terms of current averages and correlations function only. Our findings are analytical, providing fundamental insights into quantum information processing in open quantum systems. They establish new connections between the fields of mesoscopic physics and quantum information theory.
• Abstract（参考訳）: 量子状態トモグラフィ(QST)は量子情報処理の中心的なタスクであり、量子暗号、計算、状態認証を可能にする。 従来のQSTは、単一および2量子ビットのパウリ作用素の射影測定に依存しており、環境散逸から関心の系を分離する必要がある。 本研究では、オープンな構成で量子系を流れる電流と関連する輸送量を測定することで、量子状態の再構築を可能にすることを実証する。 この結果は、開量子系の力学進化をエンコードするリンドブラディアンに付随する輸送量とクリロフ部分空間の正確な関係に依存する。 本稿では、このQSTへのトランスポートアプローチを、2つの終端設定に埋め込まれた2ビットシステムの明示的な例で説明する。 フレームワークの直接的な結果として,現在の平均値と相関関数のみでの一致を表現し,量子相関の存在を証明するための輸送ベースの絡み合い尺度を提供することができる。 我々の発見は解析的であり、オープン量子システムにおける量子情報処理に関する基本的な知見を提供する。 彼らはメソスコピック物理学と量子情報理論の間に新たな接続を確立する。

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