論文の概要: Entanglement Detection for Two-Qubit and Three-Qubit Pure States via Unitary Transformations and Ancilla State Measurements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.15201v1
- Date: Thu, 16 Jul 2026 16:57:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-17 17:01:33.180049
- Title: Entanglement Detection for Two-Qubit and Three-Qubit Pure States via Unitary Transformations and Ancilla State Measurements
- Title（参考訳）: ユニタリ変換とアンシラ状態測定による2Qubitおよび3Qubit純状態の絡み合い検出
- Abstract要約: 本稿では,両部共起と三部共起の絡み合いを直接測定できる量子回路方式を提案する。
完全な量子状態トモグラフィーを行なわずに、二分極と三分極の絡み合いの効率的かつ直接的な定量測定を可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.856750475592585
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Quantum entanglement is the fundamental hallmark of quantum mechanics and a core resource for realizing long-distance quantum communication and scalable linear quantum computing. Accordingly, the precise detection and quantitative quantification of entanglement constitute a foundational and critical problem in quantum information theory. To date, researchers have proposed numerous sufficient conditions for entanglement detection as well as a variety of entanglement measures to characterize the entanglement strength of quantum states; nevertheless, efficient and direct measurement schemes for core entanglement parameters remain underdeveloped. Based on unitary transformations and auxiliary measurements, this paper proposes a set of quantum circuit schemes capable of directly measuring the bipartite concurrence and the tripartite 3-tangle entanglement measure. By introducing auxiliary qubits and constructing specific controlled unitary operations, the proposed scheme maps the analytical expressions of the two entanglement measures onto the measurement probabilities of output states from quantum circuits. It enables efficient and direct quantitative measurement of bipartite and tripartite entanglement without performing full quantum state tomography. This work provides a feasible technical route for the experimental characterization of entanglement properties and lays a groundwork for the practical deployment of multipartite entanglement resources in quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 量子絡み合いは、量子力学の基本的な特徴であり、長距離量子通信とスケーラブル線形量子コンピューティングを実現するためのコアリソースである。
したがって、エンタングルメントの正確な検出と定量化は、量子情報理論における基礎的かつ重要な問題を構成する。
これまで、量子状態の絡み合い強度を特徴づける様々な絡み合い測定方法だけでなく、絡み合い検出のための多くの十分な条件が提案されてきたが、しかしながら、核絡み合いパラメータの効率的かつ直接的な測定スキームは未開発のままである。
本稿では, ユニタリ変換と補助測定に基づいて, 両部共起と三部共起の絡み合いを直接測定できる量子回路方式を提案する。
補助量子ビットを導入し、特定の制御されたユニタリ演算を構築することにより、2つの絡み合い尺度の分析式を量子回路からの出力状態の測定確率にマップする。
完全な量子状態トモグラフィーを行なわずに、二分極と三分極の絡み合いの効率的かつ直接的な定量測定を可能にする。
本研究は、絡み合い特性を実験的に評価するための実現可能な技術経路を提供し、量子情報処理における多部絡み合い資源の実用化のための基礎となる。
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