論文の概要: Entanglement quantification with randomized measurements is maximally difficult

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.15029v1
• Date: Thu, 16 Apr 2026 13:59:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-17 21:29:31.932612
• Title: Entanglement quantification with randomized measurements is maximally difficult
• Title（参考訳）: ランダム化測定による絡み合い定量化は極端に難しい
• Authors: Julian Eisfeld, Nikolai Wyderka,
• Abstract要約: 量子システムの認証は 量子技術の発展に不可欠です 絡み合いの証明は、必ずしも最も要求の大きい不変量に関係していることを示す。 本結果から,不変量間の基本的階層構造が明らかとなり,量子認証の実験的実現可能性と理論的理解が示唆された。
• 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: The certification of quantum systems is essential for emerging quantum technologies, particularly in quantum communication, networks, and distributed computing, where maintaining a common reference frame across distant nodes poses significant challenges. Reference frame independent approaches, such as randomized measurement schemes, offer a promising route by reducing experimental demands while granting access to basis-independent quantities, including entanglement. However, the efficiency of such schemes in measuring such local invariants has remained unclear. In this work, we determine the minimal number of measurement settings required to access all two-qubit invariants. We further demonstrate that entanglement certification necessarily involves the most demanding invariants, establishing it as a maximally difficult task. Our results reveal a fundamental hierarchy among invariants, with direct implications for experimental feasibility and theoretical understanding of quantum certification. Finally, we extend our analysis beyond bipartite systems by applying it to the Kempe invariant in three-qubit systems, improving known measurement protocols and providing a first step toward uncovering similar hierarchies in higher dimensions.
• Abstract（参考訳）: 量子システムの認証は、特に量子通信、ネットワーク、分散コンピューティングにおいて、遠隔ノード間で共通の参照フレームを維持することが大きな課題である。 ランダム化測定スキームのような参照フレームに依存しないアプローチは、実験的な要求を減らし、絡み合いを含む基底非依存の量へのアクセスを許すことで、有望な経路を提供する。 しかし、そのような局所不変量の測定におけるそのようなスキームの効率性はいまだ不明である。 本研究では、2量子不変量すべてにアクセスするのに必要な最小限の測定条件を決定する。 さらに、絡み合い認証は必ずしも最も要求の大きい不変量に関係していることを示し、最大の課題として確立する。 この結果から,不変量間の基本的階層が明らかとなり,量子認証の実験的実現可能性と理論的理解が直接的に示唆された。 最後に、3ビット系のケンプ不変量に適用し、既知の測定プロトコルを改善し、より高次元の類似した階層を明らかにするための第一歩を提供する。

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