論文の概要: Pauli Flat Quantum States Mimicking Maximal Magic

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.07172v1
• Date: Mon, 05 Oct 2026 18:00:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-08 02:58:29.576573
• Title: Pauli Flat Quantum States Mimicking Maximal Magic
• Title（参考訳）: パウリ・フラット・量子状態の最大魔法
• Abstract要約: 量子魔法はフォールトトレラント量子コンピューティングに必要なリソースである。 本稿では,レニイ安定化エントロピーを最大化する状態の相関構造について検討する。 その特異な性質に着想を得て、パウリ平らな状態の概念を探求する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum magic is a necessary resource for fault-tolerant quantum computing, capturing the departure of quantum states from the classically simulable stabiliser set. Motivated by its role in quantum information processing, we investigate the correlation structure of states that maximize the Rényi stabiliser entropies, focusing on the T-type and Hoggar states. Inspired by their distinctive properties, we explore the notion of Pauli flat states, defined as N-qubit states whose expectation values on all Pauli strings are equal in absolute value. These states reproduce the correlation structure of highly magical states, which could also be interpreted as a mixed variant of Pauli covariant N-qubit symmetric informationally complete (SIC) Weyl-Heisenberg fiducial states, while not necessarily possessing nontrivial quantum magic. We investigate their existence and possible constructions, including examples both inside and outside of the stabiliser polytope. To identify the latter, we examine a magic witness tailored to the introduced family of states. Finally, we discuss their entanglement and Bell nonlocality, providing a broader characterization of their quantum properties. For completeness, we find pure states with a relaxed condition on the Pauli expectations, which forces unequal elements to zero, and discuss their non-stabiliserness. Our results offer a new perspective on the relation between quantum magic and Pauli correlation structures. They hold relevance to geometrical approaches to quantum mechanics, entanglement and magic detection, as well as estimation tasks.
• Abstract（参考訳）: 量子魔法はフォールトトレラント量子コンピューティングに必要な資源であり、古典的にシミュレート可能な安定化器集合からの量子状態の離脱を捉えている。 量子情報処理におけるその役割を動機として、レニイ安定化エントロピーを最大化する状態の相関構造を調査し、T型およびホガー状態に着目した。 その特異な性質から着想を得て、全てのパウリ弦上の期待値が絶対値で等しいN-量子状態として定義されるパウリ平坦状態の概念を探求する。 これらの状態は高度に魔法的な状態の相関構造を再現しており、これはパウリ共変N-量子対称情報完備(SIC)ワイル=ハイゼンベルク核状態の混合変種と解釈できるが、必ずしも非自明な量子魔法を持っているとは限らない。 本研究は,スタビライザーポリトープの内外の両方の例を含む,それらの存在と可能性について考察する。 後者を識別するために、導入された国家の家族に合わせた魔法の証人を調べる。 最後に、それらの絡み合いとベル非局所性について議論し、それらの量子特性のより広範な特徴を与える。 完全性のために、不等元をゼロに強制するパウリ予想に対して緩和状態の純粋な状態を見つけ、それらの非安定性について議論する。 この結果は、量子魔法とパウリ相関構造との関係についての新しい視点を提供する。 量子力学、絡み合い、マジック検出、推定タスクに対する幾何学的アプローチとの関連性を持っている。

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