Probando la entropía de entrelazamiento de Rényi a través de mediciones aleatorias

Área de la Ciencia:

• Ciencia de la información cuántica
• Sistemas Cuánticos de muchos cuerpos
• Simulación Cuántica

Sus antecedentes:

• El entrelazamiento es una propiedad fundamental de los sistemas cuánticos complejos.
• La medición de la entropía de entrelazamiento es crucial para comprender los estados cuánticos.
• Los métodos existentes para la medición de la entropía pueden ser un desafío para los sistemas grandes.

Objetivo del estudio:

• Presentar y demostrar experimentalmente un nuevo protocolo para medir la entropía de Rényi de segundo orden.
• Para utilizar las correlaciones estadísticas de las mediciones aleatorias para la caracterización de entrelazamiento.
• Para sondear la estructura de entrelazamiento y la dinámica de los sistemas cuánticos de muchos cuerpos.

Principales métodos:

• Desarrollo de un protocolo basado en correlaciones estadísticas de mediciones aleatorias.
• Implementación experimental utilizando un simulador cuántico de iones atrapados.
• Aplicación a sistemas con tamaños de partición de hasta 10 qubits.

Principales resultados:

• Medición exitosa de la entropía de Rényi de segundo orden.
• Demostrar el carácter coherente de la dinámica del sistema.
• Observación del crecimiento del entrelazamiento entre las particiones del sistema, con y sin desorden.

Conclusiones:

• El protocolo desarrollado es una herramienta universal para caracterizar los sistemas cuánticos diseñados.
• El método es aplicable a estados cuánticos arbitrarios de hasta varias decenas de qubits.
• Proporciona información sobre la estructura y la dinámica del entrelazamiento en simuladores cuánticos complejos.