論文の概要: Entanglement detection in dynamical quantum systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.15021v1
• Date: Sat, 10 Oct 2026 15:56:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-20 02:51:53.143458
• Title: Entanglement detection in dynamical quantum systems
• Title（参考訳）: 量子力学系における絡み合い検出
• Abstract要約: 広範に共通するハミルトン模型に対して、絡み合いの存在と構造の両方を検出する効果的な目撃者を設計できることが示される。 システムのサイズが大きくなるにつれて、必要な測定設定数を適度に維持できることが示される。 正確な状態シミュレーションとは違って、より粗い粒度でデジタル化された方法で、スタビライザーに基づく絡み合いの証人の設計を行うことができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.553592180057493
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum science and engineering increasingly target the exploitation and control of large-scale dynamical systems. As system size grows, novel phenomena and quantum advantages emerge, but the resulting many-body dynamics become correspondingly harder to monitor and characterize. In particular, the underlying Hamiltonian often lacks symmetries, and the induced many-body dynamics quickly become hard to track. Focusing on one of the most important quantum features---entanglement---we demonstrate that, for a broad class of common Hamiltonian models, one can design effective witnesses that detect both the presence and structure of entanglement over relatively long evolution times. Inspired by stabilizer-based simulation, we track the evolution of generalized stabilizers of the underlying state and use them to construct linear entanglement witnesses. Through numerical experiments on Heisenberg-type Hamiltonians with up to twelve qubits, we show that the required number of measurement settings can be kept at a modest scale as the system size increases, and entanglement detection remains effective over evolution times that significantly exceed those accessible to naive approaches. The corresponding calculations can be carried out largely symbolically. Furthermore, unlike accurate state simulation, the stabilizer-based design of entanglement witnesses can be performed in a much more coarse-grained, digitized manner. We hope these results will stimulate further exploration of the quantum control of large systems.
• Abstract（参考訳）: 量子科学と工学は、大規模力学系の利用と制御をますますターゲットとしている。 システムのサイズが大きくなるにつれて、新しい現象や量子的アドバンテージが出現するが、結果として生じる多体ダイナミクスは監視と特徴付けが困難になる。 特に、基礎となるハミルトニアンはしばしば対称性を欠き、誘導された多体ダイナミクスはすぐに追跡し難くなる。 量子の最も重要な特徴の1つ、-エンタングルメント(--entanglement)に焦点をあてて、ハミルトン模型の幅広いクラスにおいて、比較的長い進化期間におけるエンタングルメントの存在と構造の両方を検出する効果的な目撃者を設計できることを実証した。 安定化器に基づくシミュレーションにより、基礎状態の一般化された安定化器の進化を追跡し、それらを線形絡み合いの証人を構築するために利用する。 ハイゼンベルク型ハミルトニアンの最大12量子ビットでの数値実験により, システムサイズが大きくなるにつれて, 必要な測定条件を適度に維持することができ, エンタングルメント検出は, ナイーブアプローチよりもはるかに高い進化時間で有効であることを示す。 対応する計算は、主に象徴的に行うことができる。 さらに、正確な状態シミュレーションとは異なり、より粗粒でデジタル化された方法で、安定化器に基づく絡み合いの証人の設計を行うことができる。 これらの結果によって、大規模システムの量子制御のさらなる探索が促進されることを願っている。

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