Состояние W - это запутанное квантовое состояние трех кубитов, которое имеет следующую форму
и который примечателен тем, что представляет особый тип многосторонней запутанности и встречается в нескольких приложениях в квантовой теории информации . Частицы, приготовленные в этом состоянии, воспроизводят свойства теоремы Белла , согласно которой никакая классическая теория локальных скрытых переменных не может дать предсказания квантовой механики. Государство им W olfgang Dur, [1] , который первым сообщил о государственной вместе с Гифр Видаль и Игнасио Сираком в 2002 году [2]
Характеристики
Состояние W является представителем одного из двух неделимых [3] классов трехкубитовых состояний, другим является состояние Гринбергера – Хорна – Цайлингера , которое не может быть преобразовано (даже вероятностно) друг в друга с помощью локальных квантовых состояний. операции . [2] Таким образом а также представляют собой два очень разных типа трехсторонней запутанности.
Это различие, например, иллюстрируется следующим интересным свойством состояния W: если один из трех кубитов потерян, состояние оставшейся 2-кубитной системы все еще остается запутанным. Эта устойчивость запутанности W-типа сильно контрастирует с состоянием GHZ, которое полностью отделимо после потери одного кубита.
Состояния класса W можно отличить от всех остальных 3-кубитовых состояний с помощью мер многочастной запутанности . В частности, W-состояния имеют ненулевую запутанность по любому двудольному разделению [4], в то время как 3-клубок исчезает, что также не равно нулю для состояний GHZ-типа. [2]
Обобщение
Понятие W-состояния было обобщено на кубитов [2], а затем относится к квантовой суперпозиции с равными коэффициентами разложения всех возможных чистых состояний, в которых ровно один из кубитов находится в «возбужденном состоянии», а все остальные находятся в «основном состоянии» :
И устойчивость к потере частиц, и LOCC- неэквивалентность с (обобщенным) состоянием GHZ также справедливы для-кубит W состояние.
Приложения
В системах, в которых один кубит хранится в ансамбле из многих двухуровневых систем, логическая «1» часто представлена состоянием W, а логический «0» - состоянием . Здесь устойчивость W-состояния к потере частиц является очень полезным свойством, обеспечивающим хорошие свойства хранения этой основанной на ансамбле квантовой памяти. [5]
Рекомендации
- ↑ Кабельо, Адан (5 февраля 2002 г.). «Теорема Белла с неравенствами и без них для трехкубитовых состояний Гринбергера-Хорна-Цайлингера и W» . Physical Review . 65 (3): 032108. Arxiv : колич-фот / 0107146 . DOI : 10.1103 / PhysRevA.65.032108 . ISSN 1050-2947 .
- ^ а б в г W. Dür; Г. Видаль и Дж. И. Чирак (2000). «Три кубита можно перепутать двумя неэквивалентными способами». Phys. Rev. A . 62 (6): 062314. Arxiv : колич-фот / 0005115 . Bibcode : 2000PhRvA..62f2314D . DOI : 10.1103 / PhysRevA.62.062314 . S2CID 16636159 .
- ^ Чистое состояние из стороны называется бисепарабельными , если можно найти разбиение сторон на два непересекающихся подмножества а также с участием такой, что , т.е. состояние произведения относительно разбиения.
- ^ Двойное разделение трех кубитов есть ли группировка а также в котором два кубита считаются принадлежащими одной стороне. Тогда состояние 3-кубита можно рассматривать как состояние на и изучался с помощью мер двудольной запутанности.
- ^ М. Флейшгауэр и М.Д. Лукин (2002). «Квантовая память для фотонов: поляритоны темного состояния». Phys. Rev. A . 65 (2): 022314. Arxiv : колич-фот / 0106066 . Bibcode : 2002PhRvA..65b2314F . DOI : 10.1103 / PhysRevA.65.022314 . S2CID 54532771 .