論文の概要: Detecting quantum many-body states with imperfect measuring devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.08150v1
• Date: Tue, 09 Dec 2025 01:06:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-10 22:28:07.775079
• Title: Detecting quantum many-body states with imperfect measuring devices
• Title（参考訳）: 不完全な測定装置による量子多体状態の検出
• Authors: K. Uriostegui, C. Pineda, C. Chryssomalakos, V. Rascón Barajas, I. Vázquez Mota,
• Abstract要約: 多部量子系における粒子の不完全かつ不完全アドレス化から生じる粗粒化写像について検討する。 与えられた粗粒状態を得る確率密度を、2つの量子ビットを1に粗粒化する幾何学的引数と、より大きなシステムに対するランダム行列法を用いて導出する。
• 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: We study a coarse-graining map arising from incomplete and imperfect addressing of particles in a multipartite quantum system. In its simplest form, corresponding to a two-qubit state, the resulting channel produces a convex mixture of the two partial traces. We derive the probability density of obtaining a given coarse-grained state, using geometric arguments for two qubits coarse-grained to one, and random-matrix methods for larger systems. As the number of qubits increases, the probability density sharply concentrates around the maximally mixed state, making nearly pure coarse-grained states increasingly unlikely. For two qubits, we also compute the inverse state needed to characterize the effective dynamics under coarse-graining and find that the average preimage of the maximally mixed state contains a finite singlet component. Finally, we validate the analytical predictions by inferring the underlying probabilities from Monte-Carlo-generated coarse-grained statistics.
• Abstract（参考訳）: 多部量子系における粒子の不完全かつ不完全アドレス化から生じる粗粒化写像について検討する。 最も単純な形では、2量子状態に対応し、その結果のチャネルは2つの部分トレースの凸混合を生成する。 与えられた粗粒状態を得る確率密度を、2つの量子ビットを1に粗粒化する幾何学的引数と、より大きなシステムに対するランダム行列法を用いて導出する。 量子ビットの数が増加するにつれて、確率密度は最大混合状態の周りに急激に集中し、ほぼ純粋な粗い粒状状態はありそうにない。 2つの量子ビットに対して、粗粒化の下で有効動力学を特徴づけるために必要な逆状態も計算し、最大混合状態の平均的事前像が有限個の一重項成分を含むことを発見する。 最後に,モンテカルロ生成粗粒度統計から基礎となる確率を推定することにより解析的予測を検証する。

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