論文の概要: Non-stabilizerness in quantum-enhanced metrological protocols
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.01380v1
- Date: Wed, 01 Oct 2025 19:08:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-03 14:32:17.233152
- Title: Non-stabilizerness in quantum-enhanced metrological protocols
- Title（参考訳）: 量子エンハンスなメトロジープロトコルにおける非安定化性
- Authors: Tanausú Hernández-Yanes, Piotr Sierant, Jakub Zakrzewski, Marcin Płodzień,
- Abstract要約: 非安定化器性は真の量子(クリフォードの他に)演算を特徴づける。
安定化器R'enyi Entropy(SRE)による非安定化性の測定
- 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: Non-stabilizerness (colloquially "magic") characterizes genuinely quantum (beyond-Clifford) operations necessary for preparation of quantum states, and can be measured by stabilizer R\'enyi entropy (SRE). For permutationally symmetric states, we show that the SRE depends, for sufficiently large systems, only on a constant number of expectation values of collective spin operators. This compact description is leveraged for analysis of spin-squeezing protocols, which inherently generate non-stabilizerness. Under one-axis twisting (OAT), the generation of optimal squeezing is accompanied by a logarithmic divergence of SRE with system system size. Continued time evolution under OAT produces metrologically useful "kitten" states-superpositions of rotated GHZ states-that feature many-body Bell correlations but exhibit a smaller, system-size-independent SRE that decreases with increasing Bell-correlation strength. Our results reveal connections between non-stabilizerness, multipartite correlations, and quantum metrology, and provide a practical route to quantify non-stabilizerness in experiments for precision sensing.
- Abstract（参考訳）: 非安定化器性(英: non-stabilizerness)とは、量子状態の生成に必要な真の量子(クリフォードの他に)演算を特徴付け、安定化器 R'enyi entropy (SRE) によって測定できるものである。
置換対称状態に対しては、SREが十分に大きな系に対して、集合スピン作用素の期待値の定数にのみ依存していることが示される。
このコンパクトな記述は、本質的に非安定化性を生成するスピンスクイーズプロトコルの分析に活用される。
1軸ねじれ(OAT)の下では、最適スクイーズの発生には、システムサイズによるSREの対数的ばらつきが伴う。
OAT下での連続的な時間進化は、回転したGHZ状態の気象学的に有用な「キッテン」状態-多体ベル相関を特徴とするが、ベル相関強度の増加に伴って減少するシステムサイズ非依存のSREを示す。
本研究は, 高精度センシング実験において, 非安定度, 多重粒子相関, 量子メトロジーの相互関係を明らかにするとともに, 非安定度を定量化するための実用的な方法を提供するものである。
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