論文の概要: A Variational Quantum Algorithm for Entanglement Quantification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.20813v1
- Date: Mon, 28 Jul 2025 13:22:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-29 16:23:58.134134
- Title: A Variational Quantum Algorithm for Entanglement Quantification
- Title（参考訳）: エンタングルメント量子化のための変分量子アルゴリズム
- Authors: Lucas Friedrich, Marcos L. W. Basso, Alberto B. P. Junior, Joab M. Varela, Leandro Morais, Rafael Chaves, Jonas Maziero,
- Abstract要約: 一般量子状態のバーレス絡み合いを定量化するために、ウルマンの定理に着想を得た変分量子アルゴリズムを導入する。
このアルゴリズムは、システムサイズ、寸法、自由状態の濃度に対して、多数の補助量子ビットと回路深さを必要とするため、実用的な実装にはスケーラブルである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3613661942047476
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum entanglement is a foundational resource in quantum information science, underpinning applications across physics. However, detecting and quantifying entanglement remains a significant challenge. Here, we introduce a variational quantum algorithm inspired by Uhlmann's theorem to quantify the Bures entanglement of general quantum states, a method that naturally extends to other quantum resources, including genuine multipartite entanglement, quantum discord, quantum coherence, and total correlations, while also enabling reconstruction of the closest free states. The algorithm requires a polynomial number of ancillary qubits and circuit depth relative to the system size, dimensionality, and free state cardinality, making it scalable for practical implementations. Thus, it provides a versatile and efficient framework for quantifying quantum resources, demonstrated through several applications.
- Abstract（参考訳）: 量子絡み合い(quantum entanglement)は、量子情報科学の基盤となるリソースであり、物理学における応用の基盤となっている。
しかし、絡みの検知と定量化は依然として重要な課題である。
本稿では、Uhlmannの定理に着想を得た変分量子アルゴリズムを導入し、一般の量子状態のバーレス絡み合いを定量化し、真のマルチパーティライト絡み合い、量子不協和、量子コヒーレンス、および全相関を含む他の量子資源に自然に拡張し、かつ、最も近い自由状態の再構築を可能にする。
このアルゴリズムは、システムサイズ、寸法、自由状態の濃度に対して、多項式数と回路深さを必要とするため、実用的な実装にはスケーラブルである。
したがって、量子資源を定量化するための汎用的で効率的なフレームワークを提供し、いくつかの応用を通して実証されている。
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