論文の概要: ENTCALC: Toolkit for calculating geometric entanglement in multipartite quantum systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.10884v1
• Date: Thu, 11 Dec 2025 18:14:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-12 16:15:42.509905
• Title: ENTCALC: Toolkit for calculating geometric entanglement in multipartite quantum systems
• Title（参考訳）: ENTCALC:多部量子系における幾何学的絡み合いを計算するツールキット
• Authors: Piotr Masajada, Aby Philip, Alexander Streltsov,
• Abstract要約: 多部量子状態の幾何学的絡み合いを推定するためのPythonパッケージであるentcalcを提案する。 純粋な状態に対しては、幾何学的絡み合いを推定誤差と共に計算する。 混合状態に対しては、幾何学的絡み合いに対して下界と上界の両方を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 43.748379918040854
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present entcalc, a Python and MATLAB package for estimating the geometric entanglement of multipartite quantum states. The package operates as follows: given a multipartite quantum state as input, it outputs an estimate of its geometric entanglement. For pure states, it computes the geometric entanglement together with an estimation error. For mixed states, it provides both lower and upper bounds on the geometric entanglement, thereby identifying an interval in which the true value lies. We provide several methods to compute the lower bound, enabling users to balance accuracy against computational cost. We apply entcalc to several representative examples, including for $3\otimes3$ PPT entangled states, mixtures of GHZ and W states, thermal states of selected three-qubit spin chains, and noisy GHZ and W states. We observe signatures of quantum phase transitions by quantifying entanglement in spin chains. We also demonstrate that entanglement between non-neighbouring sites can be activated by tuning the external magnetic field. In all tested cases, the gap between the lower and upper bounds is found to be very small, indicating that entcalc provides highly accurate estimates of the geometric entanglement for these states.
• Abstract（参考訳）: 多部量子状態の幾何学的絡み合いを推定するためのPythonおよびMATLABパッケージであるentcalcを提案する。 多部量子状態が入力として与えられると、その幾何学的絡み合いの見積を出力する。 純粋な状態に対しては、幾何学的絡み合いを推定誤差と共に計算する。 混合状態に対しては、幾何学的絡み合いにおける下界と上界の両方を提供し、したがって真値が成り立つ間隔を識別する。 ユーザは計算コストに対して精度のバランスをとることができる。 代表的な例として,3-otimes3$ PPT絡み合った状態,GHZとWの混合状態,選択した3-qubitスピン鎖の熱状態,GHZとWのノイズ状態などを挙げる。 スピン鎖の絡み合いを定量化することで量子相転移のシグネチャを観察する。 また,外部磁場の調整により非隣り合う部位間の絡み合いを活性化できることを実証した。 すべての試験例において、下界と上界のギャップは非常に小さく、エンタルクがこれらの状態の幾何学的絡み合いを高精度に推定することを示している。

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