論文の概要: Symmetric quantum states: a review of recent progress
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.10185v1
- Date: Wed, 11 Jun 2025 21:23:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-13 15:37:22.462919
- Title: Symmetric quantum states: a review of recent progress
- Title（参考訳）: 対称性量子状態:最近の進歩のレビュー
- Authors: Carlo Marconi, Guillem Müller-Rigat, Jordi Romero-Pallejà, Jordi Tura, Anna Sanpera,
- Abstract要約: 対称量子状態は魅力的な物体である。
これらは、粒子置換の下で不変のままである多部系に対応する。
これらの状態は、真のマルチパーティの絡み合いと、ノイズや摂動に対する顕著な頑丈さを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Symmetric quantum states are fascinating objects. They correspond to multipartite systems that remain invariant under particle permutations. This symmetry is reflected in their compact mathematical characterisation and also in their unique physical properties: they exhibit genuine multipartite entanglement and notable robustness against noise and perturbations. These features make such states particularly well-suited for a wide range of quantum information tasks. Here, we provide a pedagogic analysis of the mathematical structure and relevant physical properties of this class of states. Beyond the theoretical framework, it is essential to develop robust tools for certifying and verifying the properties of symmetric states in experimental settings. In this regard, we explore how standard techniques -- such as quantum state tomography, Bell tests, and entanglement witnesses -- can be specifically adapted for symmetric systems. Next, we provide an up-to-date overview of the most relevant applications in which these states outperform other classes of states in specific tasks. Specifically, we address their central role in quantum metrology, highlight their use in quantum error correction codes, and examine their contribution in computation and communication tasks. Finally, we present the current state of the art in their experimental generation, ranging from systems of cold atoms to implementations via quantum algorithms. We also review the most recent breakthroughs obtained in the different experimental realizations. Despite the significant progress made in recent years regarding the characterization and application of symmetric quantum states, several intriguing questions remain unsolved. We conclude this review discussing some of these open problems and outlining promising directions for future research.
- Abstract（参考訳）: 対称量子状態は魅力的な物体である。
これらは、粒子置換の下で不変のままである多部系に対応する。
この対称性は、コンパクトな数学的特徴化や、その特異な物理的性質にも反映され、真のマルチパーティントの絡み合いと、ノイズや摂動に対する顕著な堅牢性を示す。
これらの特徴により、このような状態は幅広い量子情報処理に特に適している。
ここでは、このクラスの状態の数学的構造と関連する物理的性質について、教育学的解析を行う。
理論的枠組みを超えて、実験環境で対称状態の特性を認証し、検証するための堅牢なツールを開発することが不可欠である。
本研究では, 量子状態トモグラフィ, ベル試験, 絡み合い目撃者などの標準的な技術が, 対称系に特に適応する方法について検討する。
次に、これらの状態が特定のタスクにおける他の状態のクラスを上回っている最も関連性の高いアプリケーションについて、最新の概要を提供する。
具体的には、量子力学におけるそれらの中心的な役割に対処し、量子誤り訂正符号におけるそれらの使用を強調し、計算および通信タスクにおけるそれらの貢献について検討する。
最後に、コールド原子系のシステムから量子アルゴリズムによる実装まで、その実験世代における現在の最先端技術について述べる。
また、異なる実験的実現において得られた最新のブレークスルーについてもレビューする。
近年、対称量子状態の特性と応用に関する大きな進歩があったが、いくつかの興味深い疑問は未解決のままである。
本稿では,これらのオープンな問題のいくつかを論じ,今後の研究に向けての今後の方向性を概説する。
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