El estado W es un estado cuántico entrelazado de tres qubits que tiene la siguiente forma
y que es notable por representar un tipo específico de entrelazamiento multipartito y por ocurrir en varias aplicaciones de la teoría de la información cuántica . Las partículas preparadas en este estado reproducen las propiedades del teorema de Bell , que establece que ninguna teoría clásica de las variables ocultas locales puede producir las predicciones de la mecánica cuántica. El estado lleva el nombre de W olfgang Dür, [1] quien informó por primera vez sobre el estado junto con Guifré Vidal e Ignacio Cirac en 2002 [2].
Propiedades
El estado W es el representante de una de las dos clases no biseparables [3] de estados de tres qubits, el otro es el estado de Greenberger-Horne-Zeilinger , que no se puede transformar (ni siquiera probabilísticamente) entre sí mediante la cuantificación local. operaciones . [2] Así y representan dos tipos muy diferentes de entrelazamiento tripartito.
Esta diferencia se ilustra, por ejemplo, por la siguiente propiedad interesante del estado W: si se pierde uno de los tres qubits, el estado del sistema restante de 2 qubits todavía está entrelazado. Esta robustez del entrelazamiento de tipo W contrasta fuertemente con el estado GHZ, que es completamente separable después de la pérdida de un qubit.
Los estados de la clase W se pueden distinguir de todos los demás estados de 3 qubit mediante medidas de entrelazamiento multipartito . En particular, los estados W tienen un entrelazamiento distinto de cero en cualquier bipartición, [4] mientras que el 3-enredo desaparece, que también es distinto de cero para los estados de tipo GHZ. [2]
Generalización
La noción de estado W se ha generalizado para qubits [2] y luego se refiere a la superposición cuántica con coeficientes de expansión iguales de todos los posibles estados puros en los que exactamente uno de los qubits está en un "estado excitado", mientras que todos los demás están en el "estado fundamental" :
Tanto la robustez contra la pérdida de partículas como la inequivalencia LOCC con el estado GHZ (generalizado) también son válidas para la-qubit W estado.
Aplicaciones
En los sistemas en los que un solo qubit se almacena en un conjunto de muchos sistemas de dos niveles, el "1" lógico suele estar representado por el estado W, mientras que el "0" lógico está representado por el estado . Aquí, la robustez del estado W contra la pérdida de partículas es una propiedad muy beneficiosa que garantiza buenas propiedades de almacenamiento de estas memorias cuánticas basadas en conjuntos. [5]
Referencias
- ^ Cabello, Adán (5 de febrero de 2002). "Teorema de Bell con y sin desigualdades para los estados de Greenberger-Horne-Zeilinger y W de tres qubit" . Physical Review A . 65 (3): 032108. arXiv : quant-ph / 0107146 . doi : 10.1103 / PhysRevA.65.032108 . ISSN 1050-2947 .
- ^ a b c d W. Dür; G. Vidal y JI Cirac (2000). "Tres qubits se pueden entrelazar de dos formas desiguales". Phys. Rev. A . 62 (6): 062314. arXiv : quant-ph / 0005115 . Código Bibliográfico : 2000PhRvA..62f2314D . doi : 10.1103 / PhysRevA.62.062314 . S2CID 16636159 .
- ^ Un estado puro de partidos se llama biseparable , si se puede encontrar una partición de los partidos en dos subconjuntos disjuntos y con tal que , es decir es un estado de producto con respecto a la partición.
- ^ Una bipartición de los tres qubits es cualquier agrupación y en el que se considera que dos qubits pertenecen al mismo partido. El estado de 3 qubit se puede considerar como un estado en y estudiado con medidas de entrelazamiento bipartito.
- ^ M. Fleischhauer y MD Lukin (2002). "Memoria cuántica para fotones: polaritones de estado oscuro". Phys. Rev. A . 65 (2): 022314. arXiv : quant-ph / 0106066 . Código Bibliográfico : 2002PhRvA..65b2314F . doi : 10.1103 / PhysRevA.65.022314 . S2CID 54532771 .