論文の概要: Purity maxima, absolute separability, and spectral volumes of absolutely PPT states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.01492v1
- Date: Sun, 01 Nov 2026 03:24:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-11-12 23:22:09.769309
- Title: Purity maxima, absolute separability, and spectral volumes of absolutely PPT states
- Title(参考訳): 絶対PT状態の純度最大、絶対分離性、スペクトル体積
- Abstract要約: $motimes n$ systems with $nge mge3$, we determine the exact maximum purity of absolute positive partial transpose (APPT) states。
また、完全完全分離性(CAS)の純度最大値と、その一意の最大化順序スペクトルも決定する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: For $m\otimes n$ systems with $n\ge m\ge3$, we determine the exact maximum purity of absolutely positive partial transpose (APPT) states and the unique maximizing ordered spectrum when $n\ge2m^2-4$ for even $m$ or $n\ge2m^2-m-4$ for odd $m$. Under these dimension assumptions, absolutely separable states have the same maximum purity, attained at the same unique ordered spectrum. The proof uses an outer polytope defined by two linear head--tail inequalities, each comparing a sum of the largest eigenvalues with a sum of the smallest. Under explicit multiplicity assumptions, we derive an exact matrix criterion for APPT membership of full-rank spectra with three distinct eigenvalues. For every $m\ge10$, this criterion gives explicit APPT boundary spectra at $n=4m-2$ and $n=4m$ that disprove both cases of the maximum purity conjecture of Ahiable, Kothakonda, and Winter. We also determine the exact completely absolutely separable (CAS) purity maximum and its unique maximizing ordered spectrum in every bipartite dimension. We prove that the inner APPT polytope consists entirely of absolutely separable spectra. The resulting linear sufficient condition for absolute separability strictly improves the reduction-map and eigenvalue-ratio tests. Finally, we compute the exact relative volumes of the CAS set and an outer polytope defined by a single head--tail inequality. Under the uniform measure on spectra, the CAS, absolutely separable, and APPT volumes have the same asymptotic order $\sqrt n\,e^{-κ_m n}$ for every fixed $m\ge2$, with explicit $κ_m>0$.
- Abstract(参考訳): $n\ge m\ge3$ を持つ$m\otimes n$ 系の場合、絶対正の部分変換 (APPT) 状態の完全最大純度と、$n\ge2m^2-4$ が偶数$m$ または$n\ge2m^2-m-4$ が奇数$m$ であるときの一意の極大化順序スペクトルを決定する。
これらの次元の仮定の下では、絶対分離可能な状態は同じ最大純度を持ち、同じ一意の順序スペクトルで達成される。
この証明は2つの線形ヘッドテール不等式で定義される外側のポリトープを用いており、それぞれが最大の固有値の和と最小値の和を比較する。
明示的な多重性仮定の下では、3つの異なる固有値を持つフルランクスペクトルのAPPTメンバシップの正確な行列基準を導出する。
すべての$m\ge10$に対して、この基準は明示的なAPPT境界スペクトルを$n=4m-2$と$n=4m$で与え、Ahiable, Kothakonda, Winter の最大純度予想の両方のケースを反証する。
また、完全完全分離性(CAS)の純度最大値と、その一意な最大化順序スペクトルを各二部類次元で決定する。
我々は、内部のAPPTポリトープが完全に分離可能なスペクトルからなることを証明した。
絶対分離性に対する線形十分条件は、還元写像と固有値比のテストを厳密に改善する。
最後に、CAS集合と1つのヘッドテール不等式で定義される外部ポリトープの正確な相対体積を計算する。
スペクトルの均一測度の下では、CASは絶対分離可能であり、APPTボリュームは同じ漸近順序$\sqrt n\,e^{-κ_m n}$で、すべての固定された$m\ge2$に対して、明示的な$κ_m>0$である。
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