Entanglement Breaking Rank via Complementary Channels and Multiplicative Domains
量子纠缠可以通过完全正映射理论以多种方式进行研究,包括利用Choi-Jamilkowski同构,其识别具有纠缠破坏量子信道的可分离状态,以及具有纠缠破坏秩的最佳系综长度。乘法整环是完全正映射理论中的一个重要算子结构。基于对互补量子信道所决定的乘法域的分析,提出了一种新的方法来判断信道是否发生纠缠破坏,并计算纠缠破坏的秩。我们给出了一类以投影作为Choi矩阵的纠缠破缺通道的完整描述,并证明了这类通道的纠缠破缺和Choi秩是相等的。
2022-11-21 math.OA quant-ph
Algebraic-geometric separability criterion and low rank mixed state entanglement
首先基于[1]中引入的二分混合态的代数几何不变量提出了一个新的可分性判据,然后利用这个可分性判据证明了对所有低秩r <m+n-2,m × n系统中的一般秩r混合态都具有较高的Schmidt数(从而纠缠).这也意味着本文提出的代数-几何可分性判据可以用来检测零测度集以外的所有低秩纠缠混合态。
2002-07-22 quant-ph
Entanglement Breaking Rank and the existence of SIC POVMs
引入并研究了纠缠破缺通道的纠缠破缺秩。我们证明了由\begin{align*} \mathfrak Z(X) = \frac{1}{d+1}(X+\text{Tr}(X)\mathbb I_d) \end{align*}定义的$\mathfrak Z: M_d \to M_d$的纠缠破缺秩为$d^2$当且仅当在$d$维上存在对称的信息完备POVM.
2020-07-31 math.OA quant-ph
Tripartite entanglement transformations and tensor rank
理解多体纠缠的本质是量子信息理论的中心任务。为此,我们研究了三方纠缠的可转换性问题。我们发现,不存在简单的标准,以确定是否可以进行一般的三分变换与非零的成功概率,事实上,该问题是NP-难的。我们的结果是基于多体纠缠和张量秩(也称为施密特秩),在代数复杂性理论的一个关键概念之间的联系。这种关系不仅使我们能够描述确定可能的纠缠变换的一般困难,而且还使我们能够观察到以前忽视的事实,即{ \em施密特秩不是一个附加的纠缠度量}。因此,我们提高了一些已知的特定的三方纠缠态之间的转换率。此外,我们发现获得最有效的算法矩阵乘法精确地相当于确定格林伯格-霍恩-蔡林格状态和三角分布的三个爱因斯坦-波多尔斯基-罗森状态之间的转换的最佳速率。
2008-05-19 quant-ph
Full-Rank Noise Forbids Long-Range Entanglement Swapping
Stony Brook University(石溪大学);Rensselaer Polytechnic Institute(伦斯勒理工学院);Harvard University(哈佛大学)
本文证明满秩噪声禁止量子中继器长距离纠缠交换,提出谱参数判据,并构造秩亏链路态族以维持纠缠,实验验证了秩的影响。
2026-09-11 quant-ph
Rank dependent bounds on mixedness and entanglement for quantum teleportation
两体混合态资源的纠缠和混合是量子隐形传态成功的关键。混合度的测量上界,即冯诺伊曼熵和线性熵,超过该上界,二分态不再对量子隐形传态有用。在这项工作中,我们推广了这些界限,并获得了任意二分混合状态资源的vonNuemann熵和线性熵的秩相关上界。我们观察到,上界的措施的混合增加的秩。对于两个量子比特的混合态,我们得到了纠缠度的秩相关下界,低于这个下界的态不能进行量子隐形传态。Werner态是一个四阶态,它给出了两个量子比特混合态的混合度的理论上界。我们构造了较低秩的Werner类状态,并证明了这些状态具有理论上的秩相关的混合性和理论上的秩相关的下界上的并发度的措施上得到的上限。
2016-06-27 quant-ph
Entanglement requirements for implementing bipartite unitary operations
我们证明,使用一种新的方法,基于映射状态的对偶性,纠缠资源的下界需要确定性地实现一个二分酉使用可分离(SEP)操作,其中包括LOCC(本地操作和经典通信)作为一个特殊的情况。已知纠缠纯态源的施密特秩不能小于幺正态源的施密特秩。我们证明,如果这些秩是相等的资源必须是一致的(最大)纠缠:相等的非零施密特系数。更高等级的资源可以有更少的纠缠:我们已经发现了施密特等级2幺正的数值例子,可以确定性地实现,通过SEP或LOCC,使用纠缠资源的两个qutrits小于一个ebit的纠缠。
2011-07-12 quant-ph
Quantifying the dimensionality of multiparticle entanglement via partition rank
Universität Siegen(锡根大学);Technische Universität Darmstadt(达姆施塔特工业大学)
该研究针对量子技术中多粒子纠缠维度与系统维度关系不明确的问题,提出基于纯态分解的划分秩概念,构造了纯态和混合态划分秩的表征方法,可用于识别最大关联态及量子态分类。
2026-08-25 quant-ph
Geometric characterization of non-Gaussian entanglement for finite stellar rank states
Sorbonne Université(索邦大学)
本文引入通用框架分析有限恒星秩玻色态的非高斯纠缠,通过恒星多项式的原子分解与结构图完整刻画纠缠结构,并推导出双模态及恒星秩为2态的完整可分性判据,有效分离非高斯资源并量化制备复杂度。
2026-10-23 quant-ph
Tensor Rank and Stochastic Entanglement Catalysis for Multipartite Pure States
多体纯态的张量秩(又称广义Schmidt秩)在纠缠分类和纠缠变换的研究中起着重要的作用。我们利用齐次多项式理论中的有力工具来研究对称态的张量秩,如三重态$\ket{W_3}=\tfrac{1}{\sqrt{3}}(\ket{100}+\ket{010}+\ket{001})$及其$N$ -partite推广$\ket{W_N}$ .先前的张量秩估计得到了显著的改进,并且我们表明:(i)$\ket{W_3}$的三个拷贝的秩为15或16,(ii)$\ket{W_N}$的两个拷贝的秩为$3N-2$,以及(iii)$\ket{W_N}$的$n$拷贝的秩为O(N)。这些结果的一个显着的后果是,某些多体转换,甚至不可能的概率,可以成为可能时,在多个副本束或一些催化状态的帮助下进行。这种效应对于二分纯态是不可能的。
2010-11-10 quant-ph
Distribution of entanglement in networks of bi-partite full-rank mixed states
研究了节点上量子比特为满秩二部混合态的网络中的量子纠缠分布。特别是,我们使用纠缠交换和净化部分纠缠广泛分离的节点。最简单的方法是沿着连接两个节点的最短链接链执行纠缠交换。然而,我们表明,这种方法可以通过选择一个特定的顺序交换和纯化的协议进行改进。先验地,产生最佳改进的设计是不清楚的。然而,我们参数化的选择,并发现最佳值强烈依赖于所需的改进措施。作为初步应用,我们将新的改进协议应用于Erdös-Rényi网络,并获得了包括低密度限制和临界点处获得的平均纠缠度的精确计算在内的结果。
2012-01-23 quant-ph
Geometric Measure of Entanglement of Rank-2 Mixed Multiqubit States and its Estimation on a Quantum Processor
Ivan Franko National University of Lviv(利沃夫伊万·弗兰科大学)
本文基于自旋关联推导秩二混合多量子比特态纠缠的解析表达式,并针对特定混合态构建量子协议,在模拟器和真实量子计算机上验证了理论预测。
2026-10-06 quant-ph
Entanglement Distillation of some Rank-Five Symmetric NPT States in Two-Qutrit Systems
LMIB (Beihang University), Ministry of Education, and School of Mathematical Sciences, Beihang University(北京航空航天大学数学科学学院)
本研究解决两qutrit系统中一类秩5对称NPT态的1-蒸馏问题,揭示其2-蒸馏的结构障碍,并通过数值研究探索该障碍外的2-蒸馏情况。
2026-08-05 quant-ph
Rank-based entanglement detection for bound entangled states
Institut de Mathématiques de Toulouse(图卢兹数学研究所)
本文提出基于秩的纠缠检测方法,通过分析矩阵的秩-1生成性质,发现新的PPT纠缠态并构造边缘态。
2026-02-14 quant-ph
Algebraic measures of entanglement
研究了一般张量$u$在张量积$H_1\ot...\ot H_k$中的秩. $u$的秩是纯态$v_1,...,v_p$的最小数目$p$,使得$u$是$v_j$的线性组合。该秩是$u$的纠缠度的代数度量。受量子计算的启发,我们完整地描述了$(\C^2)^{\ot 3}$中任意张量的秩,并给出了张量态到局域么正变换的规范形式。我们也得到部分结果$(\C^2)^{\ot 4}$,特别是,我们表明,张量的最大秩在$(\C^2)^{\ot 4}$等于4。
2000-08-06 quant-ph
Classification of arbitrary-dimensional multipartite pure states under stochastic local operations and classical communication using the rank of coefficient matrix
研究了随机局域操作和经典通信(SLOCC)下的多体纠缠,并通过系数矩阵的秩和量子比特的排列,给出了任意维多体($n$ -qudit)纯态在SLOCC下的纠缠分类.系数矩阵的秩被证明是纠缠单调的。用广义方法讨论了$2 \otimes 2 \otimes 2 \otimes 4$系统的纠缠分类,得到了22个不同的SLOCC族。
2013-02-05 quant-ph
Character of Locally Inequivalent Classes of States and Entropy of Entanglement
在这封信中,我们已经建立了具有相同施密特秩的相同纠缠量的纯二分态的物理性质,它们要么是局域幺正连通的,要么是不可比较的。存在无穷多个确定性局部不等价类的纯二分态,它们具有相同的Schmidt秩(从三个开始)和相同的纠缠量。进一步地,如果在更高的施密特秩(大于3)中存在具有相同纠缠的不可比较态,则它们至少应该在3个施密特系数上不同。
2008-04-26 quant-ph
Susceptibility of qudit-qudit entanglement to quantum noise: insights from the negativity rank
Duke University(杜克大学)
该研究以负性秩为工具,探究qudit-qudit纠缠对量子噪声的敏感性,明确了负性秩与噪声鲁棒性的关联,推导了APPT子空间噪声边界等紧界,拓展了对纠缠与量子设备实际环境关系的认知。
2026-10-09 quant-ph
Correlation-Based Measurement of Entanglement in Rank-2 Mixed States
Ivan Franko National University of Lviv(利沃夫伊万·弗兰科国立大学)
该研究针对两及多量子比特系统的秩-2混合态,通过将相关二维子空间视为逻辑量子比特,结合几何解释推导纠缠闭式表达式,经IBM Quantum FakeKingston后端模拟验证,实现仅少量测量设置的高效纠缠估计。
2026-10-12 quant-ph
Optimal observables to determine entanglement of a two qubit state
纠缠的实验测定不仅对表征状态并将其用于量子信息很重要,而且对理解诸如相变等复杂现象也很重要。在本文中,我们表明,在许多情况下,它是可能的,以确定纠缠的两个量子比特状态,表示与少数观察,其中大部分是本地的。特别是,秩1和秩2状态只需要测量局部观测值,而秩3状态除了局部观测值之外只需要测量一个相关观测值。仅秩4状态被示出为需要更详细的断层扫描。分析还揭示了其他措施,不可分离性,因为它是一个下界的并发。
2016-01-19 quant-ph
Separability and entanglement in 2x2xN composite quantum systems
研究了${\cal C}^2\otimes{\cal C}^2\otimes{\cal C}^N$三方量子系统中混合态的可分性和纠缠。我们表明,所有的状态与正的部分转置,有秩$\le N$是可分离的。对于3量子比特情形(N=2),我们证明了所有具有正部分转置且秩为3的态$ρ$都是可分的.我们还提供了建设性的可分离性检查的状态$ρ$的秩的总和$ρ$和部分转置的秩相对于所有子系统小于15 N-1。
2001-03-13 quant-ph
Positive finite rank elementary operators and characterizing entanglement of states
本文构造了一类$(n,n)$阶不可分解的正有限秩初等算子.这使得我们可以用$(2,2)$阶正初等算符给出任意维两体系统纯态可分性的一个简单的充要判据,并得到一些新的混合纠缠态,这些纠缠态是用正部分转置(PPT)判据和重排判据所不能检测到的.
2010-09-01 math.OA quant-ph
Entanglement distillation in terms of a conjectured matrix inequality
纠缠蒸馏是量子信息中的一项基本任务,[Phys.Rev.A84,012325(2011)]研究了从三重纯态到三重约化密度矩阵的可蒸馏纠缠。通过研究一个特殊的矩阵不等式,我们将这个结果推广到三分混合态,即$\mathop{\rm rank}(\sum_i R_i \otimes S_i)\leq K \mathop{\rm rank}(\sum_i R_i^T \otimes S_i)$对任何二分矩阵$M=\sum_i R_i \otimes S_i$和Schmidt秩$K$成立.证明了该猜想对具有$K=3$的$M$和具有任意$K$的某些特殊的$M$都成立.
2019-09-06 quant-ph
Entanglement distillation on symmetric two-qutrit entangled states of rank five
本文研究五秩对称双qutrit NPT纠缠态的蒸馏,构造五族态并给出特征值条件,证明部分态可1-蒸馏,部分区间不可蒸馏。
2025-09-25 quant-ph
Detecting entanglement of states by entries of their density matrices
对于任意两体系统,得到了一个普适的纯态秩为4的纠缠见证,并构造了一类有限秩纠缠证据。此外,还得到了一种仅通过态的密度矩阵关于某一乘积基的元素来检测态的纠缠度的方法。
2010-10-22 math.OA quant-ph
Evaluation of ranks of real space and particle entanglement spectra for large systems
本文提出了一种由实空间波函数计算多粒子系统的粒子纠缠谱(PES)和实空间纠缠谱(RSES)中对称扇区维数的方法。我们首先注意到,纠缠谱中的这些秩等于波函数空间的维数,其中粒子数是固定的。这也产生PES和RSES中的多重性相等。我们的技术允许更大的系统比以前可行的数值计算。对于较小的系统,我们可以找到近似的纠缠能量以及多重性。我们说明的方法与结果上的RSES和PES多重性整数量子霍尔态,劳克林和Jain复合费米子状态和摩尔-里德状态填充$ν=5/2$,系统大小高达70个粒子。
2012-05-29 cond-mat.str-el quant-ph
Purification of Logic-Qubit Entanglement
最近,Fröwis和W. Dür(Phys. Rev. Lett. \textbf{106},110402(2011))和Lu \emph{et al.}(Nat. Photon. \textbf{8},364(2014))都表明了逻辑-量子比特纠缠在未来量子通信和量子网络中的潜在应用。然而,纠缠将受到噪声和退相干的影响。本文主要研究逻辑量子比特纠缠的纠缠纯化问题。我们证明了逻辑量子比特纠缠中的比特翻转误差和相位翻转误差都可以得到很好的净化。此外,比特翻转错误和物理量子比特纠缠可以被完全纠正。相位翻转误差相当于逻辑量子比特纠缠中的比特翻转误差,也可以被提纯。这种增强PP在未来的量子通信和量子网络中具有潜在的应用价值。
2015-11-07 quant-ph
Distillation of logic-qubit entanglement assisted with cross-Kerr nonlinearity
逻辑量子比特纠缠在量子通信和量子计算中都引起了广泛的关注。在这里,我们提出了一个有效的协议,提取的逻辑量子比特纠缠的交叉克尔非线性的帮助下。该协议不仅可以净化逻辑位翻转错误和逻辑相位翻转错误,而且可以完全纠正物理位翻转错误。我们利用交叉克尔非线性构造量子非破坏探测器。我们提出的逻辑量子比特纠缠的蒸馏方案对量子信息,特别是长距离量子通信的实际应用有一定的参考价值。
2016-05-16 quant-ph
Entanglement of Four-Qubit Rank-$2$ Mixed States
在四量子比特系统中存在三个最大纠缠态$\ket{Φ_1} = (\ket{0000} + \ket{1111}) / \sqrt{2}$、$\ket{Φ_2} = (\sqrt{2} \ket{1111} + \ket{1000} + \ket{0100} + \ket{0010} + \ket{0001}) / \sqrt{6}$和$\ket{Φ_3} = (\ket{1111} + \ket{1100} + \ket{0010} + \ket{0001}) / 2$。在同一个系统中,对于真正的四路量子纠缠,存在三个独立的测度${\cal F}^{(4)}_j \hspace{.2cm} (j=1,2,3)$。本文计算了三个二秩混合态$ρ_j = p \ket{Φ_j}\bra{Φ_j} + (1 - p) \ket{\mbox{W}_4} \bra{\mbox{W}_4}$的${\cal F}^{(4)}_j$及其相应的线性单调函数${\cal G}^{(4)}_j$,其中$\ket{\mbox{W}_4} = (\ket{0111} + \ket{1011} + \ket{1101} + \ket{1110}) / 2$ .我们简要讨论了我们的结果的可能应用。
2015-05-23 quant-ph
Unconditional robustness of multipartite entanglement of superposition
该研究通过引入多体态的最大和最小施密特秩概念,提出了多体纯态真多体纠缠及不可分离性在与乘积纯态叠加下的无条件鲁棒性判据,并研究了相关乘积态数量及二阶施密特秩应用。
2025-04-16 quant-ph
Bell-state Analysis for Logic Qubits Entanglement
退相干是长距离量子通信的主要障碍之一。最近,Fröwis和W. Dür(Phys. Rev. Lett. \textbf{106},110402(2011))和Lu \emph{et al.}(Nat. Photon. \textbf{8},364(2014))都表明,逻辑量子比特纠缠表示级联Greenberger-Horne-Zeilinger(C-GHZ)状态在退相干下更鲁棒。在本文中,我们描述了一个协议,贝尔态分析这种逻辑量子比特纠缠。该协议也可以推广到多体C-GHZ状态分析。讨论了它在未知逻辑量子比特的量子隐形传态和逻辑Bell态的纠缠交换中的应用。由于逻辑量子比特纠缠在退相干条件下具有更强的鲁棒性,我们的协议表明基于逻辑量子比特纠缠实现长距离量子通信是可能的。
2014-05-10 quant-ph
Cannikin's Law in Tensor Modeling: A Rank Study for Entanglement and Separability in Tensor Complexity and Model Capacity
Boston College(波士顿学院);J.P. Morgan(摩根大通);Brandeis University(布兰迪斯大学);Boston University(波士顿大学)
这项研究阐明了适当的标准,以评估建模能力的一般张量模型。本文从张量秩的研究出发,分析了这一问题,张量秩对于高阶张量来说并不是一个明确的量。在处理过程中,作者引入可分性问题讨论了张量建模的Cannikin定律。有趣的是,在信息论和张量分析中研究的纠缠之间建立了联系,为建模容量问题的理论理解提供了新的思路。
2022-04-16 cs.LG cs.NA math.NA
Exact zeros of entanglement for arbitrary rank-two mixtures: how a geometric view of the zero-polytope makes life more easy
本文给出了一种精确计算二阶密度矩阵与零多面体的交的方法。这是一个纯粹的几何过程,从而适用于获得零的SL-和SU-不变的纠缠措施的任意多项式的程度。我详细解释了这个方法最近未解决的问题。特别是,我展示了如何一个三维视图,即在波赫球类比,立即解决这个问题。为此,我确定了三缠结的零多面体,这是一个精确的结果,达到计算机的精度,并计算其凸屋顶的上界是低于线性化的上限。由零多面体(零单形)诱导的三缠结(在这种情况下)的零点是精确值。我将这个过程应用到四个量子比特的GHz和W态的叠加。然而,它可以适用于每一种情况下,一个正在考虑,包括一个任意的多项式凸屋顶措施的纠缠和任意的局部尺寸。
2017-01-30 quant-ph
Tensor Rank and Other Multipartite Entanglement Measures of Graph States
本文研究图态的多体纠缠性质,收紧奇环态张量秩的上下界,证明若干多体纠缠度量对图态具有基于图连通性的二分特性,并给出计算 n-tangle 的简单图规则。
2023-01-10 math-ph math.MP quant-ph
Geometry of entanglement in the Bloch sphere
纠缠是量子信息、量子通信和量子计算中的一个重要概念。我们对所有二阶量子混合态的纠缠和可分性进行了几何分析:对二体态进行了完全分析,对多体态进行了部分分析。对于每一个秩为2的混合态,我们定义了它唯一的Bloch球,这个球由它的密度矩阵的本征态所张成。我们的特点,这些布洛赫球到五个类的纠缠和可分性,每个类的例子,并证明,这些是唯一的类。
2017-03-08 quant-ph
Efficient entanglement purification for polarization logic Bell state with the photonic Faraday rotation
逻辑量子比特纠缠在量子信息处理中,特别是在未来的大规模量子网络中是一种很有前途的资源。利用低质量(Q)腔中的光子-原子相互作用和原子态测量,提出了一种有效的纠缠纯化方案(EPP),用于逻辑Bell态的逻辑量子比特中存在比特翻转错误的非局域混合逻辑纠缠态.与现有的EPP协议不同,该协议还可以净化逻辑反相误差、位反相误差和位反相误差。在协议中,我们只需要测量原子的态,这对于提高未来大规模量子网络中光子系统的纠缠度是有用的。
2016-01-22 quant-ph
Entanglement Properties of Quantum Superpositions of Smooth, Differentiable Functions
我们提出了一个纠缠分析的量子叠加对应的光滑,可微,实值(SDR)单变量函数。SDR功能示出可缩放的近似低秩矩阵产品状态,大系统离散化。我们发现,这些功能的最大冯诺依曼二分熵的增长与系统的大小grammically。这意味着,有效的低秩近似这些功能存在于一个矩阵产品状态(MPS)的大型系统。作为一个推论,我们显示了一个上界的迹距离近似精度为秩2 MPS为$Ω(\log N/N)$,这意味着这些低秩近似可以准确地为大型量子系统的规模。
2020-09-18 cs.NA math.NA quant-ph
Hierarchy of entanglement detection criteria for random high-dimensional states
Harish-Chandra Research Institute(哈里什-昌德拉研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所)
本研究针对有限维Haar随机NPT态,建立四类纠缠检测判据的层级关系,证明秩下界对检测的限制,通过多指标评估判据性能,揭示秩、子系统维度不对称性对检测效率的影响。
2026-11-03 quant-ph
Manifestation of Rank-Tuned Weak Measurements Towards Featured State Generation
我们提出,一个unsharp的测量为基础的过程,以产生真正的多体纠缠从纠缠的初始状态与更少的量子位数可以分为两种方式-有偏和无偏的通货膨胀协议。在有偏的情况下,在单个测量结果之后获得的结果状态的真正多体纠缠(GME)被优化,从而产生具有高GME的状态的可能性,而在无偏的情况下,平均GME在所有可能的结果上被优化。有趣的是,我们发现,根据GME测度,广义几何测度,基于一夫一妻制的纠缠测度,纠缠和对粒子丢失的鲁棒性通过持久性量化取决于unsharp测量算子的秩的两个量子比特的unsharp测量集可以生成具有不同特征的多体态。具体来说,在产生三个量子比特纯态的过程中,我们证明了秩- $2$测量只能产生Greenberger Horne Zeilinger(GHZ)类态,而秩- $4$测量只能产生W类态,尽管秩- $3$测量能够产生这两种状态。在具有任意数量的量子比特的多体状态的情况下,我们报告说,真正的多体纠缠的平均含量随着测量算子中的秩的降低而增加,尽管在有偏和无偏协议中,持久性随着秩的降低而降低。
2022-08-19 quant-ph
Quantum channels that preserve entanglement
设M和N是满矩阵代数。一个单位完全正映射<$:\otimes被称为保持纠缠,如果它的膨胀<$\otimes N具有以下性质:对于\otimes N的每个最大纠缠纯态ρ,ρ \circ(<$\id_N)是\otimes N的纠缠态。我们发现,有一个二分法中,每一个UCP地图,是不是纠缠打破的意义上的Horodecki-Shor-Ruskai必须保持纠缠,和纠缠保持地图的每一个可能的秩存在丰富的。我们还表明,概率为1,{ \em所有} UCP地图相对较小的秩保持纠缠,但这是不是这样的UCP地图的最大秩。
2008-01-17 math.FA math.OA quant-ph
Experimental demonstration of entanglement pumping with bosonic logical qubits
Tsinghua University(清华大学);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
本研究通过玻色子量子纠错码实现纠缠泵浦,利用长相干时间存储量子比特,通过反复生成纠缠并注入可检测逻辑量子比特,有效延长纠缠存在时间,同时提出用于双轨码的擦除检测协议。
2026-03-17 quant-ph
Tensor rank and entanglement of pure quantum states
本文在量子纠缠背景下分析了张量秩,揭示了张量的一般秩、最大秩、边界秩及范数与纯量子态纠缠程度之间的关系。
2022-03-14 math-ph math.MP quant-ph
Distillability and PPT entanglement of low-rank quantum states
已知秩严格小于其两个约化态的最大秩的二分量子态可通过局域操作和经典通信进行量子交换。我们的第一个主要结果是,对于等级等于这一最大值的《不扩散条约》缔约国也是如此。(如果状态的密度矩阵的部分转置是半正定的,则状态是PPT,否则它是NPT。)1999年,在两个地方职级相等的特殊情况下,首次提出了这一点。我们的第二个主要结果提供了一个完整的解决方案的秩为4的二分态的可分性问题。也就是说,我们表明,这样的状态是可分的当且仅当它是PPT和它的范围包含至少一个产品状态。我们还证明了所谓的棋盘国家是可验证的,当且仅当它们是NPT。
2011-06-15 math-ph math.MP quant-ph
Max- Relative Entropy of Entanglement, alias Log Robustness
研究了纠缠的最大相对熵的性质,讨论了在特定量子操作下,纠缠的最大相对熵作为理想纠缠稀释的一次速率上界的意义.结果表明,它实际上等于另一个已知的纠缠单调,即对数鲁棒性。已知后者不是渐近连续的,并且不知道它是否是弱可加的。然而,通过适当地修改纠缠的最大相对熵,我们得到了一个被认为满足这两个性质的量。事实上,修正后的量被证明是等于正规化的相对熵的纠缠。
2009-10-28 quant-ph
Entanglement entropy of higher rank topological phases
本文研究了具有受限移动性的$\mathbb{Z}_N$拓扑稳定子码的纠缠熵,发现其纠缠熵次级项为常数,与传统拓扑相中量子维度总数相关的规律不符,并给出了物理解释。
2023-10-29 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Mixed State Entanglement: Manipulating Polarisation-Entangled Photons
最近有很多讨论关于纠缠变换的本地过滤操作和是否可以实现任意两个量子比特状态的最佳纠缠。我们介绍了一个实验上可实现的方案,用于操纵两个偏振纠缠量子比特的任意态的纠缠。然后,该计划是用来提供一些观点,在这个领域中固有的数学概念相对于实验室环境。具体来说,我们看看如何从具有固定秩的系统中提取增强的纠缠,并且在状态的密度算符的秩可以降低的情况下,展示如何使状态任意接近最大纠缠纯态。在这方面,我们还讨论了混合态纠缠的界限。
2001-03-02 quant-ph
The role of phases in detecting three-qubit entanglement
我们提出了三量子比特态的对角和反对角项可分性准则,用于检测具有正部分转置的纠缠。我们报告说,相位,即反对角条目的角度部分,在确定给定的三量子比特态是可分离的还是纠缠的方面起着至关重要的作用,在某些情况下,它们甚至必须服从可分离性的恒等式。这些标准是足够强的检测PPT(正部分转置)纠缠与非零体积。在几种情况下,当所有的项目是零,除了对角和反对角的项目,我们使用相位的可分性的特点。这些包括当这些状态的反对角条目共享共同幅度时以及当秩小于或等于6时的情况。我们还计算了秩为6的情况下的长度,并找到了长度为$8$的三量子比特可分态,其部分转置的最大秩为$7$。
2017-09-28 quant-ph
Entanglement for multipartite systems of indistinguishable particles
我们分析了玻色子和费米子成分的多体系统的纠缠概念,并将其推广到任意的准统计系统。我们使用对称群的表示理论,根据具有适当对称性的简单张量来制定解决这个问题的统一方法。对于任意的parastatistics,我们定义的S-秩推广的施密特秩的概念。S-秩,定义为所有类型的张量,用于区分纯态的纠缠。此外,对于玻色和费米统计,我们构建了一个类似的Jamiolkowski同构。
2011-03-23 math-ph math.MP quant-ph
Entanglement and Designs
我们描述了纠缠和设计之间的联系。它涉及到在以前的文件中介绍的圆锥2-设计。这些是射影2-设计的推广,其中包括任意秩互无偏测量(MUM)和任意秩对称信息完备测量(SIM)的全集,以及更熟悉的MUB和SIC。我们表明,POVM是一个圆锥2-设计当且仅当存在我们所谓的定期纠缠单调的限制纯态的概率向量的范数的函数。在这种情况下,并发是这样的单调。我们还概括和发展了之前在设计和纠缠检测方面的工作。
2016-09-03 quant-ph
Entanglement Swapping of Two Arbitrarily Degraded Entangled States
我们考虑纠缠交换,量子网络操作和纠缠分发的关键组成部分。纯纠缠态是交换协议所需的输入,通常通过环境相互作用混合,导致其纠缠度降低。因此,理解部分混合态的纠缠交换是非常重要的。本文给出了任意两量子比特态纠缠交换的一般解析解。我们的结果为分析量子网络中的纠缠交换提供了一个全面的方法。首先,我们证明了当一个部分混合态与一个Bell态交换时,这个部分混合态的并发是守恒的。然后,我们找到了各种输入态的纠缠交换所产生的状态的并发的上界和下界。最后,我们确定了交换后的初始状态的秩和最终状态的秩之间的一般关系。
2016-07-25 quant-ph
Tripartite-to-bipartite Entanglement Transformation by Stochastic Local Operations and Classical Communication and the Structure of Matrix Spaces
研究了利用随机局域操作和经典通信(SLOCC)将三方纯态转化为二分纯态的问题。已知三分态到二分态的SLOCC可转换性由给定三分态的最大Schmidt秩来表征,即位于约化密度算符支持下的二分态的最大Schmidt秩。在本文中,我们进一步研究了这个问题,并在多拷贝和渐近设置中展示了新的结果。在多拷贝机制下,我们观察到最大施密特秩是严格超乘法的,即两个三重纯态张量积的最大施密特秩可以严格大于它们的最大施密特秩的乘积.然后,我们提供了一个完整的三重态的最大施密特秩是严格的超乘法时,采取张量积本身的特征。在渐近条件下,我们重点研究了三分态到二分态的SLOCC纠缠转换率,结果证明这等价于计算三分态的渐近最大Schmidt秩,定义为最大Schmidt秩的正则化.尽管超乘法性质所造成的困难,我们提供了明确的公式来评估的渐近最大施密特秩的两个重要的家庭的三分纯态,通过诉诸矩阵空间的结构,包括矩阵半不变量的研究的某些结果。这些公式给出了一个充分必要条件,以确定在SLOCC下,在渐近条件下,一个给定的三体纯态是否可以转化为二体最大纠缠态。应用非交换秩问题的最新进展,我们可以在确定性多项式时间内验证这个条件。
2017-11-13 quant-ph
Geometric and Operational Characterization of Two-Qutrit Entanglement
Indian Institute of Technology Jammu(印度技术学院贾姆分校)
本文提出通过几何和操作视角研究两量子三能级纠缠,利用行列式定义不变量并建立与光学干涉仪的对应关系,揭示纠缠态的几何特征和操作属性。
2026-01-11 quant-ph
Measuring Qutrit-Qutrit Entanglement of Orbital Angular Momentum States of an Atomic Ensemble and a Photon
观察到了原子量子态和单光子量子态的轨道角动量态的三维纠缠。利用量子态层析术重建了它们的完整态。对Schmidt秩为3的最大纠缠态的保真度超过阈值2/3。这一结果证实了密度矩阵不能分解为施密特秩为1或2的纯态系综。即,密度矩阵的施密特数必须等于或大于3。
2009-09-12 quant-ph
Dualities and positivity in the study of quantum entanglement
我们提出了一个调查的数学主题有关的可分离状态和纠缠证人。讨论了可分态和纠缠见证之间的凸锥对偶性,并将其推广到其他家族的算子,通过乘法性质来表征它们。将算符成为纠缠见证的条件转化为实多项式族的正性问题。通过解决后者在一个特定的情况下的三参数家庭的运营商,我们得到明确的描述纠缠证人属于该家庭。讨论了实数域上块正性的一个相关问题。我们还考虑了一个广泛的家庭块积极性测试,并证明他们永远不会是足够的,这应该是有用的情况下,在未来的努力在这个方向。最后,我们引入了可分态长度的概念,并给出了关于可分态长度与Schmidt秩之间关系的新结果。特别是,我们证明了长度低于等于3的可分态的施密特秩等于它们的长度。我们还给出了一个长度为4,施密特秩为3的状态的例子。
2010-01-20 quant-ph