量子门真多体纠缠生成能力间的层级关系
量子物理
2026-01-19 v4
摘要
我们依据基于多体可分态的层级，按生成真多体纠缠（GME）的能力对量子门进行分类。具体而言，当固定酉算子作用于 k-可分态集合时，该酉算子经对 k-可分输入态集合取极大后所产生的最大真多体纠缠含量即被确定。我们识别出在某些二分划下输入态纠缠时利于生成高 GME 的酉算子，尽管情形亦可反转，即此类初始纠缠并不带来优势。我们通过计算广义几何度量（GGM）作为 GME 量化指标，研究了广泛酉算子的最大纠缠幂，涵盖特殊量子门类，以及对角、置换和 Haar 均匀生成酉算子。此外，我们观察到基于输入态性质的纠缠幂存在显著差异：当极大化限于具实系数的可分态时，其纠缠幂低于在具复系数的任意可分态上优化的情形，从而凸显复振幅在纠缠产生中的作用。进而，我们确定了哪些酉算子连同其对应最优输入可给出具最高可达 GGM 的输出态。
引用
@article{arxiv.2302.06574,
title = {Hierarchies among genuine multipartite entangling capabilities of quantum gates},
author = {Mrinmoy Samanta and Sudipta Mondal and Samir Kumar Hazra and Aditi Sen De},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.06574},
year = {2026}
}
备注
v1: 8 pages, 8 figures; v2: 11 pages, 6 figures, new sections including new results added; v3: 15 pages, 7 figures, several new results included, two new Authors added; v4: 16 pages, 7 figures, typos corrected, results unchanged, close to the published version