論文の概要: Simultaneous Detection of High-Dimensional Entanglement for Two Unknown Quantum States

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.20772v1
• Date: Sat, 21 Mar 2026 11:49:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-24 19:11:39.076306
• Title: Simultaneous Detection of High-Dimensional Entanglement for Two Unknown Quantum States
• Title（参考訳）: 2つの未知の量子状態に対する高次元エンタングルメントの同時検出
• Authors: Mao-Sheng Li, Chang-Yue Zhang, Zheng Zheng, Zhihua Chen, Zhen-Peng Xu, Zhihao Ma, Yan-Ling Wang, Shao-Ming Fei, Zhu-Jun Zheng, Otfried Gühne,
• Abstract要約: グローバル状態と局所状態の重なりの比率はシュミット数に低い境界を与える。 従来のエンタングルメント検出法とは異なり、ここでのアプローチは、2つの未知の量子状態に対するエンタングルメント情報を同時に明らかにすることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.412388535106519
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The state overlap, quantified via $\tr[ρσ]$, is a metric widely used to assess the closeness between two quantum states $ρ$ and $σ$. Although global state overlap alone does not directly capture entanglement properties, we uncover that incorporating local state overlaps provide profound insights into the entanglement characteristics of quantum states. To be precise, the ratio of global to local state overlaps provides a lower bound on the Schmidt number, which is usually used for quantifying high-dimensional entanglement. Unlike conventional methods for detecting entanglement, the approach here can simultaneously reveal entanglement information for two unknown quantum states. Moreover, state overlap can be efficiently determined through local randomized measurement methods, which ensures the experimental feasibility of our approach. In a special case, our criterion reduces to an entanglement criterion that is more powerful than the two criteria used most in experiment--the purity criterion and the fidelity-based criterion and also outperform the $p_3$-PPT method in specific instances. Our findings highlight a promising direction for advancements in entanglement detection experiments.
• Abstract（参考訳）: 状態重なりは$\tr[ρσ]$で定量化され、2つの量子状態$ρ$と$σ$の近接性を評価するために広く用いられる計量である。 グローバルな状態重なりだけでは絡み合う性質を直接捉えることはできないが、局所的な状態重なりが量子状態の絡み合う特性に深い洞察を与えることは明らかである。 正確に言うと、大域的状態と局所的状態の重なりの比率はシュミット数に低い境界を与え、これは通常高次元の絡み合いの定量化に使用される。 従来のエンタングルメント検出法とは異なり、ここでのアプローチは、2つの未知の量子状態に対するエンタングルメント情報を同時に明らかにすることができる。 さらに, 局所的ランダム化測定法により, 状態重なりを効率的に決定することが可能であり, 提案手法の実験的実現可能性を保証する。 特別な場合、我々の基準は、最も実験で使用される2つの基準よりも強力な絡み合い基準(純度基準と忠実度基準)に還元され、特定の場合において$p_3$-PPT法よりも優れている。 本研究は, エンタングルメント検出実験の進歩に向けて有望な方向性を示すものである。

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