論文の概要: Entropy-based random quantum states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.01988v1
• Date: Mon, 03 Nov 2025 19:01:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-05 18:47:05.655792
• Title: Entropy-based random quantum states
• Title（参考訳）: エントロピーに基づくランダム量子状態
• Authors: Harry J. D. Miller,
• Abstract要約: 量子情報幾何学において、フォン=ノイマンエントロピーと相対エントロピーの曲率は混合量子状態の空間上の自然な計量を誘導する。 両部類純状態のクラスをサンプリングし,エントロピーに基づくランダム密度行列を生成するアルゴリズムを提案する。 アンサンブルの際立った特徴は、その大きな純度とフルランク状態の境界への体積の増加である。
• 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: In quantum information geometry, the curvature of von-Neumann entropy and relative entropy induce a natural metric on the space of mixed quantum states. Here we use this information metric to construct a random matrix ensemble for states and investigate its key statistical properties such the eigenvalue density and probability distribution of entropy. We present an algorithm for generating these entropy-based random density matrices by sampling a class of bipartite pure states, thus providing a new recipe for random state generation that differs from the well established Hilbert-Schmidt and Bures-Hall ensemble approaches. We find that a distinguishing feature of the ensemble is its larger purity and increased volume towards the boundary of full-rank states. The entropy-based ensemble can thus be used as a uninformative prior for Bayesian quantum state tomography in high purity regimes, and as a tool for quantifying typical entanglement in finite depth quantum circuits.
• Abstract（参考訳）: 量子情報幾何学において、フォン=ノイマンエントロピーと相対エントロピーの曲率は混合量子状態の空間上の自然な計量を誘導する。 ここでは、この情報メトリクスを用いて状態に対するランダムな行列アンサンブルを構築し、固有値密度やエントロピーの確率分布といった重要な統計特性について検討する。 これらのエントロピーに基づくランダム密度行列を生成するアルゴリズムをバイパーティライトの純状態のクラスをサンプリングし、よく確立されたヒルベルト・シュミットとビュール・ハルアンサンブルのアプローチとは異なるランダム状態生成のための新しいレシピを提供する。 アンサンブルの際立った特徴は、その大きな純度とフルランク状態の境界への体積の増加である。 したがって、エントロピーに基づくアンサンブルは、高純度状態におけるベイズ量子状態トモグラフィーの非形式的先行として、および有限深度量子回路における典型的な絡み合いを定量化するためのツールとして用いられる。

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