論文の概要: Quantum Non-Local Magic

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.06393v1
• Date: Mon, 10 Feb 2025 12:28:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-11 14:31:09.683732
• Title: Quantum Non-Local Magic
• Title（参考訳）: 量子非局所魔法
• Authors: Dongheng Qian, Jing Wang,
• Abstract要約: 量子絡み合いと量子魔法は、量子状態の異なる側面を特徴づける基本的な資源である。 我々は、量子非局所魔法が、絡み合いと魔法の両方を取り入れた、この組み合わせの効果的な尺度として機能することを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.134848671499466
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• Abstract: Quantum entanglement and quantum magic are fundamental resources that characterize distinct aspects of a quantum state: entanglement reflects non-local correlations, while magic quantifies the deviation from stabilizer states. A quantum state becomes a valuable resource for applications like universal quantum computation only when both quantities are present. Here, we propose that quantum non-local magic (NM) serves as an effective measure of this combined resource, incorporating both entanglement and magic. We demonstrate that NM can be precisely computed for two-qubit pure states, where it is directly related to the entanglement spectrum. We then extend the definition of NM to mixed states and explore its presence in many-body quantum systems, revealing that the two-point NM decays according to a power law in critical states. Furthermore, we explore measurement-induced NM and uncover an intriguing phenomenon termed "magic swapping", analogous to entanglement swapping, wherein post-measurement NM decays more slowly than any pre-measurement correlations. Our results thus represent a pivotal step towards accurately quantifying the "quantumness" of a state and reveal the potential for manipulating this resource through measurements.
• Abstract（参考訳）: 量子エンタングルメントと量子魔法は、量子状態の異なる側面を特徴づける基本的なリソースである: エンタングルメントは非局所的な相関を反映し、マジックは安定化状態からの偏差を定量化する。 量子状態は、両方の量が存在する場合に限り、普遍的な量子計算のようなアプリケーションにとって貴重な資源となる。 ここでは、量子非局所魔法(NM)が、この組み合わせの効果的な尺度となり、絡み合いと魔法の両方を取り入れることを提案する。 我々は、NMが2ビットの純状態に対して正確に計算できることを実証した。 次に、NMの定義を混合状態に拡張し、多体量子系におけるその存在を探索し、2点NMが臨界状態のパワー則に従って崩壊することを明らかにする。 さらに, 測定誘起NMを探索し, エンタングルメントスワッピングに類似した「磁気スワッピング」と呼ばれる興味深い現象を明らかにする。 この結果は、状態の「量子性」を正確に定量化し、測定によってこの資源を操作する可能性を明らかにするための重要なステップである。

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