論文の概要: Experimental High-Dimensional Quantum Overlapping Tomography

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.15795v1
• Date: Sun, 16 Aug 2026 15:20:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-18 19:59:03.425191
• Title: Experimental High-Dimensional Quantum Overlapping Tomography
• Title（参考訳）: 実験的高次元量子重畳トモグラフィ
• Abstract要約: グラフ理論の定式化に基づく高次元量子重畳トモグラフィーを提案する。 4倍の2倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の4倍の 再構成された辺縁は、高次元量子ネットワークに不可欠な層状絡み合い構造を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.248182181496735
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Large-scale quantum systems have advanced rapidly via the exploration of more particles and higher dimensions, offering great potential for developing quantum technologies. However, their characterization becomes prohibitive with increasing local dimensionality and particle number. Here we propose high-dimensional quantum overlapping tomography based on a graph-theoretic formulation, which allows one to efficiently reconstruct few-body marginals of multipartite high-dimensional quantum systems. We experimentally realize it on a photonic four-party entangled state in a $4 \times 4 \times 2 \times 2$ system. Using measurements in mutually unbiased bases, we reconstruct all six two-body marginals with only 25 projective measurement settings, compared with 94 and 225 settings for independent tomography of all two-body reduced states and full state tomography, respectively. The reconstructed marginals reveal a layered entanglement structure vital for high-dimensional quantum networks. We further show that these marginals enable more noise-resilient certification of multipartite high-dimensional entanglement than the fidelity-based criterion. Our work thus offers a scalable route for learning multidimensional quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 大規模量子系は、より多くの粒子と高次元の探索を通じて急速に進歩し、量子技術を開発する大きな可能性を提供している。 しかし、それらの特徴は局所的な次元性や粒子数の増加によって禁止される。 本稿では,グラフ理論の定式化に基づく高次元量子重畳トモグラフィーを提案する。 実験により,フォトニックな四党交絡状態において,4 \times 4 \times 2 \times 2$システムで実現した。 両面の非偏平板における計測値を用いて, 両面の差分をそれぞれ94, 225設定で再構成し, 両面の縮小状態と全状態のトモグラフィでそれぞれ94, 225設定した。 再構成された辺縁は、高次元量子ネットワークに不可欠な層状絡み合い構造を示す。 さらに、これらの限界は、忠実度に基づく基準よりも、マルチパーティイト高次元絡み合いの耐雑音性証明を可能にすることを示す。 我々の研究は多次元量子システムを学習するためのスケーラブルな経路を提供する。

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