Tenseurs persistants et transformation de l'intrication multiqudit

Tenseurs persistants et transformation de l'intrication multiqudit

Nœud source: 3091154

Masoud Gharahi1 et Vladimir Lysikov2

1QSTAR, INO-CNR et LENS, Largo Enrico Fermi 2, 50125 Florence, Italie
2Université de la Ruhr à Bochum, 44801 Bochum, Allemagne

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Abstract

Nous construisons une borne inférieure du rang du tenseur pour une nouvelle classe de tenseurs, que nous appelons $textit{tenseurs persistants}$. Nous présentons trois familles spécifiques de tenseurs persistants, dont la borne inférieure est serrée. Nous montrons qu'il existe une chaîne de dégénérescences entre ces trois familles de tenseurs persistants de rang minimal qui peut être utilisée pour étudier la transformation d'intrication entre eux. De plus, nous montrons que ces trois familles de tenseurs persistants sont en effet des généralisations différentes des états multiqubit $rm{W}$ au sein des systèmes multiqudit et sont géométriquement dans la fermeture d'orbite des états multiqudit $rm{GHZ}$. Par conséquent, nous montrons que l'on peut obtenir chacune des généralisations de l'état $rm{W}$ à partir d'un état $rm{GHZ}$ multiqudit via des opérations locales stochastiques asymptotiques et une communication classique (SLOCC) avec un taux un. Enfin, nous étendons la limite inférieure obtenue du rang du tenseur aux sommes directes avec des sommes persistantes et à des combinaisons encore plus générales de tenseurs, que nous appelons $textit{tenseurs pyramidaux de blocs}$. En conséquence, nous montrons que le rang tensoriel est multiplicatif sous les produits tensoriels de Kronecker et tensoriels persistants de rang minimal avec le tenseur $rm{GHZ}$.

► Données BibTeX

► Références

R. Horodecki, P. Horodecki, M. Horodecki et K. Horodecki, Enchevêtrement quantique, Rév. Mod. Phys. 81, 865 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.865

W. Dür, G. Vidal et JI Cirac, Trois qubits peuvent être intriqués de deux manières inéquivalentes, Phys. Rev. A 62, 062314 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.62.062314

A. Acín, D. Bruß, M. Lewenstein et A. Sanpera, Classification des États mixtes à trois qubits, Phys. Le révérend Lett. 87, 040401 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.87.040401

AG Nurmiev, Orbites et invariants des matrices cubiques d'ordre trois, Sb. Mathématiques. 191, 717, (2000).
https:/​/​doi.org/​10.1070/​SM2000v191n05ABEH000478

AG Nurmiev, Fermetures d'orbites nilpotentes de matrices cubiques d'ordre trois, Russ. Mathématiques. Survivre. 55, 347, (2000).
https://​/​doi.org/​10.4213/​rm279

E. Briand, J.-G. Luque, J.-Y. Thibon et F. Verstraete, L'espace des modules des états à trois quritts, J. Math. Phys. 45, 4855, (2004).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1809255

F. Holweck et H. Jaffali, Intrication à trois quartits et singularités simples, J. Phys. R : Mathématiques. Théorique. 49, 465301, (2016).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​49/​46/​465301

M. Gharahi et S. Mancini, Caractérisation algébrique-géométrique de l'intrication tripartite, Phys. Rév.A 104, 042402 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.104.042402

P. Bürgisser, M. Clausen et MA Shokrollahi, Théorie de la complexité algébrique (Springer-Verlag, Berlin, 1997). https://​/​doi.org/​10.1007/​978-3-662-03338-8.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-662-03338-8

JM Landsberg, Tensors : géométrie et applications (études supérieures en mathématiques, vol. 128) (American Mathematical Society, Providence, RI, 2012). http:/​/​www.ams.org/​publications/​authors /​books/​postpub/​gsm-128.
http://​/​www.ams.org/​publications/​authors/​books/​postpub/​gsm-128

E. Chitambar, R. Duan et Y. Shi, Transformations d'intrication tripartite et rang tensoriel, Phys. Le révérend Lett. 101, 140502 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.140502

N. Yu, E. Chitambar, C. Guo et R. Duan, Rang tensoriel de l'État tripartite $|rm{W}rangle^{otimes n}$, Phys. Rév.A 81, 014301 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.81.014301

E. Chitambar, R. Duan et Y. Shi, Transformations d'intrication multipartite à bipartite et tests d'identité polynomiale, Phys. Rév.A 81, 052310 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.81.052310

L. Chen, E. Chitambar, R. Duan, Z. Ji et A. Winter, Rang tensoriel et catalyse d'intrication stochastique pour les états purs multipartites, Phys. Le révérend Lett. 105, 200501 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.105.200501

N. Yu, C. Guo et R. Duan, Obtention d'un état W à partir d'un état Greenberger-Horne-Zeilinger via des opérations locales stochastiques et une communication classique avec un taux proche de l'unité, Phys. Le révérend Lett. 112, 160401 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.112.160401

P. Vrana et M. Christandl, Transformation par intrication asymptotique entre les états W et GHZ, J. Math. Phys. 56, 022204 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.4908106

P. Vrana et M. Christandl, Distillation par enchevêtrement à partir des actions Greenberger – Horne – Zeilinger, Commun. Mathématiques. Phys. 352, 621 (2017).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-017-2861-6

M. Gharahi, S. Mancini et G. Ottaviani, Classification à structure fine de l'intrication multiqubit par géométrie algébrique, Phys. Rév.Recherche 2, 043003 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.043003

P. Walther, KJ Resch et A. Zeilinger, Conversion locale des États Greenberger-Horne-Zeilinger en États W approximatifs, Phys. Le révérend Lett. 94, 240501 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.94.240501

J. Håstad, le rang Tensor est NP-complet, J. Algorithms 11, 644 (1990).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0196-6774(90)90014-6

L. Chen et S. Friedland, Le rang tensoriel du produit tensoriel de deux états W à trois qubits est huit, Linear Algebra App. 543, 1 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.laa.2017.12.015

N. Bourbaki, Algèbre I (Éléments de mathématiques) (Springer-Verlag, Berlin, 1989). https://​/​doi.org/​10.1007/​978-3-540-35339-3.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-540-35339-3

P. Comon, G. Golub, LH. Lim et B. Mourrain, Tenseurs symétriques et rang de tenseur symétrique, SIAM J. Matrix Anal. Appl. 30, 1254 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1137 / 060661569

JM Landsberg et Z. Teitler, Sur les rangs et les rangs frontaliers des tenseurs symétriques, trouvé. Calculer. Mathématiques. 10, 339 (2010).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10208-009-9055-3

Y. Shitov, Un contre-exemple à la conjecture de Comon, SIAM J. Appl. Algèbre Géométrie 2, 428 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1137 / 17M1131970

M. Christandl, AK Jensen et J. Zuiddam, Le rang tensoriel n'est pas multiplicatif sous le produit tensoriel, Linear Algebra App. 543, 125 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.laa.2017.12.020

M. Nielsen et I. Chuang, Calcul quantique et information quantique (Cambridge University Press, Cambridge, 2010). https://​/​doi.org/​10.1017/​CBO9780511976667.
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511976667

B. Alexeev, MA Forbes et J. Tsimerman, Rang tensoriel : certaines limites inférieures et supérieures, dans CCC '11 : Actes de la 26e conférence annuelle de l'IEEE sur la complexité informatique, p. 283-291 (IEEE Computer Society, nord-ouest de Washington, DC, 2011). https://​/​doi.org/​10.1109/​CCC.2011.28.
https: / / doi.org/ 10.1109 / CCC.2011.28

D. Li, X. Li, H. Huang et X. Li, Critères simples pour la classification SLOCC, Phys. Lett. A 359, 428 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physleta.2006.07.004

D. Coppersmith et S. Winograd, Multiplication matricielle via des progressions arithmétiques, J. Symb. Calculer. 9, 251 (1990).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0747-7171(08)80013-2

M. Christandl, F. Gesmundo, DS França et AH Werner, Optimisation à la limite de la variété des réseaux tensoriels, Phys. Rév.B 103, 195139 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.103.195139

J. Alman, VV Williams, Limites de toutes les approches connues (et certaines inconnues) de la multiplication matricielle, dans le 59e Symposium annuel de l'IEEE sur les fondements de l'informatique, p. 580-591 (IEEE Computer Society, nord-ouest de Washington, DC, 2018). https://​/​doi.org/​10.1109/​FOCS.2018.00061.
https: / / doi.org/ 10.1109 / FOCS.2018.00061

E. Schmidt, Zur Theorie der Linearen und Nichtlinearen Integralgleichungen, Math. Anne. 63, 433 (1907).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01449770

A. Alder, V. Strassen, Sur la complexité algorithmique de l'algèbre associative, Theor. Calculer. Sci. 15, 201 (1981).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0304-3975(81)90070-0

J. Buczyński, E. Postinghel et F. Rupniewski, Sur l'additivité de rang de Strassen pour les petits tenseurs à trois voies, SIAM J. Matrix Anal. Appl. 41, 106 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1137 / 19M1243099

JM Landsberg, M. Michałek, Tenseurs abéliens, J. Math. Pures Appl. 108, 333 (2017).
https://​/​doi.org/​10.1016/​j.matpur.2016.11.004

Y. Wand, Z. Hu, BC Sanders et S. Kais, Qudits et informatique quantique haute dimension, Front. Phys. 8, 589504 (2020).
https: / / doi.org/ 10.3389 / fphy.2020.589504

NJ Cerf, M. Bourennane, A. Karlsson et N. Gisin, Sécurité de la distribution de clés quantiques à l'aide de systèmes de niveau D, Phys. Le révérend Lett. 88, 127902 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.88.127902

J. Daboul, X. Wang et BC Sanders, Portes quantiques sur les qudits hybrides, J. Phys. R : Mathématiques. Gen.36, 2525 (2003).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0305-4470/​36/​10/​312

L. Sheridan et V. Scarani, Preuve de sécurité pour la distribution de clés quantiques à l'aide de systèmes qudit, Phys. Rév.A 82, 030301(R) (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.82.030301

C. Cafaro, F. Maiolini et S. Mancini, Codes de stabilisateur quantique intégrant des qubits dans des qudits, Phys. Rév.A 86, 022308 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.86.022308

D. Zhang, Y. Zhang, X. Li, D. Zhang, L. Cheng, C. Li et Y. Zhang, Génération de paires de photons intriqués énergie-temps de grande dimension, Phys. Rév.A 95, 053849 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.96.053849

LE Fischer, A. Chiesa, F. Tacchino, DJ Egger, S. Carretta et I. Tavernelli, Universal Qudit Gate Synthesis for Transmons, PRX Quantum 4, 030327 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.4.030327

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