論文の概要: Spin chirality across quantum state copies detects hidden entanglement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.14515v1
• Date: Thu, 14 May 2026 07:59:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-15 21:45:34.698343
• Title: Spin chirality across quantum state copies detects hidden entanglement
• Title（参考訳）: 量子状態コピーのスピンキラリティが隠れ絡みを検出する
• Authors: Patrycja Tulewicz, Karol Bartkiewicz, Franco Nori,
• Abstract要約: 絡み合いは2つの根本的に異なる方法で隠すことができる。 有界な絡み合った状態は正の部分的な転置を持ち、ペレス・ホロデツキの基準には見えない。 部分転位と純度の間のモーメント差がキラリティー-キラリティー相関器として正確に分解されることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Entanglement can hide in two fundamentally different ways. First, multi-copy correlations can carry information that no single-copy measurement on an unknown state is able to access. Second, bound entangled states possess a positive partial transpose, which makes them invisible to the Peres-Horodecki criterion and all moment inequalities that depend on it. Here we show that the moment difference between the partial transpose and purity decomposes exactly as a chirality-chirality correlator, where the relevant operator is the scalar spin chirality -- the same quantity that governs chiral spin liquids and the topological Hall effect. This decomposition identifies the specific physical structure that multi-copy entanglement detection probes. Using the same controlled-SWAP circuits, we develop a multi-channel spectral classifier for bound entanglement. The classifier combines realignment spectral features with chirality corrections and achieves 99.9% recall at zero false positives across all three known 3x3 bound entangled families, compared with ~40% for the CCNR criterion alone. We also introduce a marginal-noise construction that produces CCNR-invisible bound entangled states, which the classifier detects but which remain invisible to all single-parameter criteria. We validate our approach experimentally on three IBM Quantum processors and demonstrate negativity reconstruction with mean errors of 0.002-0.027, chirality detection for pure and mixed entangled states, and bound entanglement detection across two structurally distinct families (Horodecki and chessboard) on a single gate-based superconducting processor.
• Abstract（参考訳）: 絡み合いは2つの根本的に異なる方法で隠すことができる。 第一に、マルチコピー相関は未知の状態における単一コピー計測がアクセスできない情報を運ぶことができる。 第二に、有界な絡み合った状態は正の部分的な転置を持ち、ペレス・ホロデツキの基準やそれに依存するすべてのモーメントの不等式には見えない。 ここでは, 部分転移と純度の間のモーメント差が, カイラリティ-キラリティ相関器として正確に分解され, 関連する作用素がスカラースピンキラリティであり, キラルスピン液体とトポロジカルホール効果を支配しているのと同じ量であることを示す。 この分解は、マルチコピー絡み検出プローブが検出する特定の物理的構造を特定する。 同じ制御SWAP回路を用いて、有界絡みに対するマルチチャンネルスペクトル分類器を開発する。 分類器は、配向スペクトル特徴とキラリティ補正を組み合わせ、3つの既知の3x3有界絡み合ったファミリーのすべてで99.9%の偽陽性でリコールを達成し、CCNR基準だけでは ~40% である。 また, CCNR非可視有界絡み状態を生成する限界雑音構造を導入し, 分類器が検出するが, 全ての単パラメータ基準で見えない状態に留まる。 提案手法を3つのIBM量子プロセッサ上で実験的に検証し,0.002-0.027の平均誤差による負性再構成,純および混合絡み合った状態のキラリティ検出,および1つのゲートベース超伝導プロセッサ上の2つの構造的に異なるファミリー(Horodeckiとチェスボード)にまたがる有界絡み検出を行った。

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