Detección de entrelazamiento multipartito genuino en dispositivos de múltiples cúbits con mediciones restringidas

Área de la Ciencia:

• Ciencia de la Información Cuántica
• Computación Cuántica
• Caracterización de Estados Cuánticos

Sus antecedentes:

• La detección de entrelazamiento multipartito genuino (GME) es crucial para el procesamiento de información cuántica.
• Las pruebas actuales de GME enfrentan desafíos con la conectividad de los cúbits y el ruido de medición en sistemas como los circuitos superconductores.

Objetivo del estudio:

• Introducir criterios versátiles para la detección de GME y k-inseparabilidad en cualquier estado cuántico.
• Abordar las limitaciones de los métodos existentes de detección de GME para hardware cuántico específico.

Principales métodos:

• Desarrollar criterios que requieren la medición de estabilizadores de m-cuerpos de O(n^2) para estados de grafo de n-cúbits.
• Utilizar la programación semidefinida y las complementaciones de grafo-locales para optimizar las mediciones de estabilizadores.
• Analizar la robustez al ruido y las capacidades de inferencia de infidelidad de estado.

Principales resultados:

• Los criterios propuestos son aplicables a cualquier estado cuántico, reduciendo la sobrecarga de mediciones.
• Para estados de grafo de clúster o de anillo, solo se necesitan estabilizadores de peso constante.
• Los criterios demuestran robustez al ruido y permiten la estimación de la infidelidad en estados de grafo fotónicos.

Conclusiones:

• Los nuevos criterios ofrecen un enfoque práctico para la detección de GME en sistemas cuánticos ruidosos.
• Estos métodos son adaptables a diversos hardware cuánticos, incluidos los estados de grafo de fotones de microondas.
• El trabajo avanza las capacidades de caracterización y evaluación de estados cuánticos.