論文の概要: Entanglement Detection with Variational Quantum Interference: Theory and Experiment

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.24764v1
• Date: Fri, 30 May 2025 16:26:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-02 19:47:53.066445
• Title: Entanglement Detection with Variational Quantum Interference: Theory and Experiment
• Title（参考訳）: 変分量子干渉による絡み合い検出:理論と実験
• Authors: Rui Zhang, Zhenhuan Liu, Chendi Yang, Yue-Yang Fei, Xu-Fei Yin, Yingqiu Mao, Li Li, Nai-Le Liu, Yu-Ao Chen, Jian-Wei Pan,
• Abstract要約: 絡み合い検出は量子情報科学の基本的な課題である。 我々は、中程度の古典的および量子的資源を必要とする絡み合い検出プロトコルを開発する。 我々のプロトコルは、効率的な絡み合い検出のための新しい経路を舗装する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.059362676600297
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Entanglement detection serves as a fundamental task in quantum information science, playing a critical role in quantum benchmarking and foundational studies. As the number of controllable qubits continues to increase, there emerges a pressing demand for scalable and robust entanglement detection protocols that can maintain high detection capability while requiring minimal resources. By integrating the positive partial transposition criterion with variational quantum interference, we develop an entanglement detection protocol that requires moderate classical and quantum computation resources. Numerical simulations demonstrate that this protocol attains high detection capability using only shallow quantum circuits, outperforming several widely-used entanglement detection methods. The protocol also exhibits strong resilience to circuit noise, ensuring its applicability across different physical platforms. Experimental implementation on a linear optical platform successfully identifies entanglement in a three-qubit mixed state that cannot be detected by conventional entanglement witnesses. Drawing upon the full potential of quantum and classical resources, our protocol paves a new path for efficient entanglement detection.
• Abstract（参考訳）: 絡み合い検出は量子情報科学の基本的な課題であり、量子ベンチマークや基礎研究において重要な役割を果たす。 制御可能な量子ビットの数は増え続けており、最小限のリソースを必要としながら高い検出能力を維持できるスケーラブルで堅牢な絡み合い検出プロトコルの需要が高まっている。 正部分転位基準と変分量子干渉を統合することにより、中程度の古典的および量子的計算資源を必要とする絡み合い検出プロトコルを開発する。 数値シミュレーションにより、このプロトコルは、浅い量子回路のみを用いて高い検出性能を達成し、広く使われている絡み検出方法よりも優れていることが示された。 このプロトコルはまた、回路ノイズに対する強い耐性を示し、異なる物理プラットフォームで適用可能であることを保証している。 線形光プラットフォーム上での実験的な実装は、従来の絡み込み証人によって検出できない3ビット混合状態における絡み合いの同定に成功している。 量子的および古典的資源の潜在能力を生かして、我々のプロトコルは効率的な絡み合い検出のための新しい経路を開拓する。

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