論文の概要: Quantum Non-Local Nonstabilizerness

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.06393v3
• Date: Thu, 13 Mar 2025 07:37:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-14 14:52:25.576252
• Title: Quantum Non-Local Nonstabilizerness
• Title（参考訳）: 量子非局所不安定性
• Authors: Dongheng Qian, Jing Wang,
• Abstract要約: 量子エンタングルメントと量子非安定度は、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。 量子非局所的非安定化器性は、絡み合いと非安定化器性の両方を取り入れて、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。 我々の結果は、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。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.134848671499466
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum entanglement and quantum nonstabilizerness are fundamental resources that characterize distinct aspects of a quantum state: entanglement reflects non-local correlations, while nonstabilizerness 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 nonstabilizerness (NN) serves as an effective measure of this combined resource, incorporating both entanglement and nonstabilizerness. We demonstrate that NN can be precisely computed for two-qubit pure states, where it is directly related to the entanglement spectrum. We then extend the definition of NN to mixed states and explore its presence in many-body quantum systems, revealing that the two-point NN decays according to a power law in critical states. Furthermore, we explore measurement-induced NN and uncover an intriguing phenomenon termed "nonstabilizerness swapping", analogous to entanglement swapping, wherein post-measurement NN 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(quantum entanglement)と量子非安定化器性(quantum nonstabilizerness)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、非安定化器性は安定化器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、量子非局所的非安定化器性(NN)が、絡み合いと非安定化器性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。 NNは2ビットの純状態に対して精度よく計算でき、絡み合いスペクトルと直接関係があることを実証する。 次に、NN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NNは臨界状態のパワー則に従って崩壊することを示した。 さらに、計測誘起NNを探索し、「不安定性スワッピング(nonstabilizerness swapping)」とよ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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