論文の概要: Every Little Thing Heat Does Is Magic
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.08663v1
- Date: Thu, 09 Apr 2026 18:00:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-13 17:57:53.524437
- Title: Every Little Thing Heat Does Is Magic
- Title（参考訳）: 小さな熱は全部魔法だ
- Abstract要約: エネルギーと熱測定のみに依存する2つの熱力学的な証人を紹介します。
我々は熱アンシラとの熱交換に基づく非線形証人を開発する。
いくつかの例を通して,本手法の有効性を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.11726720776908518
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: How can one certify that an unknown quantum state possesses magic without resorting to full state tomography? We address this question by introducing two thermodynamic witnesses that rely solely on energy and heat measurements. First, we define the stabilizer ground-state energy as the lowest energy achievable by any stabilizer state, and the stabilizer gap as the separation between this value and the true ground-state energy. Any state whose energy lies below the stabilizer ground-state energy is therefore necessarily nonstabilizer. This leads to a direct witness of magic using only average-energy measurements. To overcome the limitations when direct energy measurements are inconclusive, we further develop a nonlinear witness based on heat exchange with a thermal ancilla. Specifically, we derive fundamental bounds on heat that are satisfied by all stabilizer states; therefore, their violation certifies the presence of magic. We demonstrate the effectiveness of our approach through several examples, ranging from few-body systems where heat exchange reveals nonstabilizerness even when energy measurements alone fail, to the transverse-field Ising chain, where the stabilizer gap becomes maximal at the quantum critical point.
- Abstract（参考訳）: 未知の量子状態が完全な状態トモグラフィに頼らずに魔法を持っていることをどうやって証明できるのか?
エネルギーと熱測定のみに依存する2つの熱力学的な証人を導入することでこの問題に対処する。
まず、安定化器基底状態エネルギーを任意の安定化器状態によって達成可能な最低エネルギーとし、安定化器ギャップをこの値と真の基底状態エネルギーの分離として定義する。
したがって、安定化器の基底状態エネルギーより下にある任意の状態は、必ずしも非安定化剤である。
これにより、平均エネルギー測定のみで魔法を目撃することができる。
直接エネルギー測定が不確定な場合の限界を克服するため,熱アンシラとの熱交換に基づく非線形証人を開発する。
具体的には、すべての安定状態によって満たされる熱の基本的な境界を導出するので、それらの違反は魔法の存在を証明している。
提案手法の有効性は, エネルギー測定単独で故障しても熱交換が非安定化剤性を示す少数の系から, 量子臨界点における安定化器ギャップの最大値となる横場イジング連鎖まで, いくつかの例を通して実証する。
関連論文リスト
- The relative entropy of magic and its nonadditivity [0.0]
魔法の資源理論を用いて非安定化剤状態の生成を解析・定量化する。
単一量子ビットに対して、エンタングルメントの相対エントロピーから知られている解析結果を適用することにより、マジック状態とその最も近い安定化状態を特徴づける。
魔法の相対エントロピーがほとんどすべての場合において非付加的であることを解析的に証明する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-05-21T12:24:38Z) - Operational interpretation of the Stabilizer Entropy [0.0]
量子状態のクリフォード軌道は、ハールランダム状態と指数的に区別できないことが示される。
また、与えられた量子状態と安定化状態の集合を区別する最適な確率は、安定化状態エントロピーによっても支配される。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-30T17:58:40Z) - Magic Steady State Production: Non-Hermitian and Stochastic pathways [42.87502453001109]
非エルミート力学を利用して魔法の定常状態を作成するプロトコルを導入する。
私たちは、$|Hrangle$と$|Trangle$状態を作成するのに最適なパラメータを見つけます。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-11T15:18:48Z) - Observation of a finite-energy phase transition in a one-dimensional
quantum simulator [39.899531336700136]
1次元における有限エネルギー相転移の最初の実験例を示す。
1Dトラップイオン量子シミュレータで異なるエネルギーで初期状態を作成することにより、長距離相互作用量子系の有限エネルギー相図を研究する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-30T18:00:01Z) - Coherence manipulation in asymmetry and thermodynamics [44.99833362998488]
古典的な体制では、熱力学状態変換は自由エネルギーによって支配される。
量子状態において、コヒーレンスと自由エネルギーは2つの独立した資源である。
自由エネルギーの源と組み合わせることで、量子状態に存在する任意の量子コヒーレンスを任意に増幅できることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-24T14:18:19Z) - Phantom energy in the nonlinear response of a quantum many-body scar
state [3.856060991361747]
量子多体傷は高エネルギーで存在する非熱的状態として有名である。
ここでは、魅力的な相互作用を持つジスプロシウムガスを用いて、強い非線形状態に駆動されるほど安定な傷痕状態を生成する。
非線形多体現象を創発的に発見し、魅力的な相互作用を反発的相互作用に効果的に変換する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-22T17:59:37Z) - Noncommuting conserved charges in quantum thermodynamics and beyond [39.781091151259766]
非可換電荷は熱力学現象にどのように影響するか?
電荷の非可換性は、熱状態の形の導出を無効にする。
エビデンスによれば、非可換電荷は熱化を阻害し、他の方法では熱化を促進させる可能性がある。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-31T18:00:00Z) - Demonstrating Quantum Microscopic Reversibility Using Coherent States of
Light [58.8645797643406]
本研究では, 量子系が熱浴と相互作用する際の可視性に関する量子一般化を実験的に提案する。
微視的可逆性の原理に対する量子修正が低温限界において重要であることを検証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-26T00:25:29Z) - Can a pure state remain pure in the Unruh effect? [2.725073066065677]
慣性真空中の一様加速検出器は、避けられない消散を行い、最終定常状態は熱となる。
ここでは、同じエネルギー準位を持つ2つの原子に対して、シナリオは全く異なることを示す。
散逸力学の生成元は弱い対称性変換の下で不変であることが観察される。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-31T05:41:23Z) - Taking the temperature of a pure quantum state [55.41644538483948]
温度は一見単純な概念で、量子物理学研究の最前線ではまだ深い疑問が浮かび上がっています。
本稿では,量子干渉による純状態の温度測定手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-30T18:18:37Z) - Exact many-body scars and their stability in constrained quantum chains [55.41644538483948]
量子傷は、低い絡み合いエントロピーを特徴とする非熱的固有状態である。
本研究では,これらの正確な量子的傷点の摂動に対する応答について,システムサイズによる忠実度感受性のスケーリングを解析して検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-16T19:05:50Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。