論文の概要: Entanglement Detection with Quantum-inspired Kernels and SVMs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.17909v1
- Date: Mon, 25 Aug 2025 11:27:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-26 18:43:45.748406
- Title: Entanglement Detection with Quantum-inspired Kernels and SVMs
- Title(参考訳): 量子インスピレーションされたカーネルとSVMによる絡み合い検出
- Authors: Ana Martínez-Sabiote, Michalis Skotiniotis, Jara J. Bermejo-Vega, Daniel Manzano, Carlos Cano,
- Abstract要約: 本研究では,サポートベクトルマシン(SVM)に基づく量子絡み検出のための機械学習手法を提案する。
正部分転位基準 (PPT) を回避するために, 分離可能な状態, 絡み合った状態, 絡み合った状態を区別する分類法を開発した。
その結果,従来の絡み検出手法の強力な補完として機械学習が確立された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This work presents a machine learning approach based on support vector machines (SVMs) for quantum entanglement detection. Particularly, we focus in bipartite systems of dimensions 3x3, 4x4, and 5x5, where the positive partial transpose criterion (PPT) provides only partial characterization. Using SVMs with quantum-inspired kernels we develop a classification scheme that distinguishes between separable states, PPT-detectable entangled states, and entangled states that evade PPT detection. Our method achieves increasing accuracy with system dimension, reaching 80%, 90%, and nearly 100% for 3x3, 4x4, and 5x5 systems, respectively. Our results show that principal component analysis significantly enhances performance for small training sets. The study reveals important practical considerations regarding purity biases in the generation of data for this problem and examines the challenges of implementing these techniques on near-term quantum hardware. Our results establish machine learning as a powerful complement to traditional entanglement detection methods, particularly for higher-dimensional systems where conventional approaches become inadequate. The findings highlight key directions for future research, including hybrid quantum-classical implementations and improved data generation protocols to overcome current limitations.
- Abstract(参考訳): 本研究では,量子絡み検出のためのサポートベクトルマシン(SVM)に基づく機械学習手法を提案する。
特に,3x3,4x4,5x5の2部構造に焦点をあてる。
量子インスパイアされたカーネルを持つSVMを用いて、分離可能な状態、PPT検出可能な絡み合った状態、およびPT検出を回避する絡み合った状態の区別を行う分類スキームを開発する。
本手法は,3x3,4x4,5x5のシステムに対して,80%,90%,100%に近い精度で精度を向上する。
これらの結果から,主成分分析は小規模なトレーニングセットの性能を著しく向上させることがわかった。
本研究は、この問題に対するデータ生成における純度バイアスに関する重要な実践的考察を明らかにし、これらの手法を短期量子ハードウェアに実装する際の課題について検討する。
この結果は,従来の絡み合い検出手法,特に従来のアプローチが不十分な高次元システムにおいて,機械学習を強力な補完手段として確立している。
この発見は、量子古典的なハイブリッド実装や、現在の制限を克服するためのデータ生成プロトコルの改善など、将来の研究の鍵となる方向性を浮き彫りにしている。
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