Skip to main content
Erschienen in: Quantum Information Processing 8/2013

01.08.2013

Entanglement detection and distillation for arbitrary bipartite systems

verfasst von: Ming-Jing Zhao, Ting-Gui Zhang, Xianqing Li-Jost, Shao-Ming Fei

Erschienen in: Quantum Information Processing | Ausgabe 8/2013

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

We present an inequality for detecting entanglement and distillability of arbitrary dimensional bipartite systems. This inequality provides a sufficient condition of entanglement for bipartite mixed states, and a necessary and sufficient condition of entanglement for bipartite pure states. Moreover, the inequality also gives a necessary and sufficient condition for distillability.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Nielsen, M.A., Chuang, I.L.: Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge University Press, Cambridge (2000)MATH Nielsen, M.A., Chuang, I.L.: Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge University Press, Cambridge (2000)MATH
4.
Zurück zum Zitat Horodecki, M., Horodecki, P., Horodecki, R.: Separability of mixed states: necessary and sufficient conditions. Phys. Lett. A 223, 1 (1996)MathSciNetADSMATHCrossRef Horodecki, M., Horodecki, P., Horodecki, R.: Separability of mixed states: necessary and sufficient conditions. Phys. Lett. A 223, 1 (1996)MathSciNetADSMATHCrossRef
5.
Zurück zum Zitat Lewenstein, M., Sanpera, A.: Separability and entanglement of composite quantum systems. Phys. Rev. Lett. 80, 2261 (1998)ADSCrossRef Lewenstein, M., Sanpera, A.: Separability and entanglement of composite quantum systems. Phys. Rev. Lett. 80, 2261 (1998)ADSCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Horodecki, M., Horodecki, P.: Reduction criterion of separability and limits for a class of distillation protocols. Phys. Rev. A 59, 4206 (1999)MathSciNetADSCrossRef Horodecki, M., Horodecki, P.: Reduction criterion of separability and limits for a class of distillation protocols. Phys. Rev. A 59, 4206 (1999)MathSciNetADSCrossRef
7.
Zurück zum Zitat Nielsen, M.A., Kempe, J.: Separable states are more disordered globally than locally. Phys. Rev. Lett. 86, 5184 (2001)ADSCrossRef Nielsen, M.A., Kempe, J.: Separable states are more disordered globally than locally. Phys. Rev. Lett. 86, 5184 (2001)ADSCrossRef
8.
9.
Zurück zum Zitat Chen, K., Wu, L.A.: A matrix realignment method for recognizing entanglement. Quantum Inf. Comput. 3, 193 (2003)MathSciNetMATH Chen, K., Wu, L.A.: A matrix realignment method for recognizing entanglement. Quantum Inf. Comput. 3, 193 (2003)MathSciNetMATH
10.
11.
Zurück zum Zitat Cavalcanti, D., Cunha, M.O.T.: Estimating entanglement of unknown states. Appl. Phys. Lett. 89, 084102 (2006)ADSCrossRef Cavalcanti, D., Cunha, M.O.T.: Estimating entanglement of unknown states. Appl. Phys. Lett. 89, 084102 (2006)ADSCrossRef
12.
Zurück zum Zitat Brandao, F.G.S.L., Vianna, R.O.: Robust semidefinite programming approach to the separability problem. Phys. Rev. A 70, 062309 (2004)ADSCrossRef Brandao, F.G.S.L., Vianna, R.O.: Robust semidefinite programming approach to the separability problem. Phys. Rev. A 70, 062309 (2004)ADSCrossRef
13.
Zurück zum Zitat Wiesniak, M., Vedral, V., Brukner, C.: Magnetic susceptibility as a macroscopic entanglement witness. New J. Phys. 7, 258 (2005)ADSCrossRef Wiesniak, M., Vedral, V., Brukner, C.: Magnetic susceptibility as a macroscopic entanglement witness. New J. Phys. 7, 258 (2005)ADSCrossRef
15.
16.
Zurück zum Zitat Collins, D., Gisin, N., Linden, N., Massar, S., Popescu, S.: Bell inequalities for arbitrarily high-dimensional systems. Phys. Rev. Lett. 88, 040404 (2002)MathSciNetADSCrossRef Collins, D., Gisin, N., Linden, N., Massar, S., Popescu, S.: Bell inequalities for arbitrarily high-dimensional systems. Phys. Rev. Lett. 88, 040404 (2002)MathSciNetADSCrossRef
17.
Zurück zum Zitat Chen, J.L., Deng, D.L., Hu, M.G.: Gisin’s theorem for two d-dimensional systems based on the Collins–Gisin–Linden–Masser–Popescu inequality. Phys. Rev. A 77, 060306 (2008)MathSciNetADSCrossRef Chen, J.L., Deng, D.L., Hu, M.G.: Gisin’s theorem for two d-dimensional systems based on the Collins–Gisin–Linden–Masser–Popescu inequality. Phys. Rev. A 77, 060306 (2008)MathSciNetADSCrossRef
18.
19.
Zurück zum Zitat Hyllus, P., Gühne, O., Bruß, D., Lewenstein, M.: Relations between entanglement witnesses and Bell inequalities. Phys. Rev. A 72, 012321 (2005)MathSciNetADSCrossRef Hyllus, P., Gühne, O., Bruß, D., Lewenstein, M.: Relations between entanglement witnesses and Bell inequalities. Phys. Rev. A 72, 012321 (2005)MathSciNetADSCrossRef
20.
Zurück zum Zitat Lewenstein, M., Kraus, B., Horodecki, P., Cirac, J.I.: Characterization of separable states and entanglement witnesses. Phys. Rev. A 63, 044304 (2001)MathSciNetADSCrossRef Lewenstein, M., Kraus, B., Horodecki, P., Cirac, J.I.: Characterization of separable states and entanglement witnesses. Phys. Rev. A 63, 044304 (2001)MathSciNetADSCrossRef
21.
Zurück zum Zitat Eisert, J., Brandão, F.G.S.L., Audenaert, K.M.R.: Quantitative entanglement witnesses. New J. Phys. 9, 46 (2007)ADSCrossRef Eisert, J., Brandão, F.G.S.L., Audenaert, K.M.R.: Quantitative entanglement witnesses. New J. Phys. 9, 46 (2007)ADSCrossRef
22.
Zurück zum Zitat Mintert, F., Kuś, M., Buchleitner, A.: Concurrence of mixed multipartite quantum states. Phys. Rev. Lett. 95, 260502 (2005)MathSciNetADSCrossRef Mintert, F., Kuś, M., Buchleitner, A.: Concurrence of mixed multipartite quantum states. Phys. Rev. Lett. 95, 260502 (2005)MathSciNetADSCrossRef
23.
Zurück zum Zitat Walborn, S.P., Ribeiro, P.H.S., Davidovich, L., Mintert, F., Buchleitner, A.: Experimental determination of entanglement with a single measurement. Nature 440, 1022 (2006)ADSCrossRef Walborn, S.P., Ribeiro, P.H.S., Davidovich, L., Mintert, F., Buchleitner, A.: Experimental determination of entanglement with a single measurement. Nature 440, 1022 (2006)ADSCrossRef
24.
Zurück zum Zitat Walborn, S.P., Ribeiro, P.H.S., Davidovich, L., Mintert, F., Buchleitner, A.: Experimental determination of entanglement by a projective measurement. Phys. Rev. A 75, 032338 (2007)ADSCrossRef Walborn, S.P., Ribeiro, P.H.S., Davidovich, L., Mintert, F., Buchleitner, A.: Experimental determination of entanglement by a projective measurement. Phys. Rev. A 75, 032338 (2007)ADSCrossRef
25.
Zurück zum Zitat Fei, S.M., Zhao, M.J., Chen, K., Wang, Z.X.: Experimental determination of entanglement for arbitrary pure states. Phys. Rev. A 80, 032320 (2009)ADSCrossRef Fei, S.M., Zhao, M.J., Chen, K., Wang, Z.X.: Experimental determination of entanglement for arbitrary pure states. Phys. Rev. A 80, 032320 (2009)ADSCrossRef
26.
Zurück zum Zitat Nha, H., Zubairy, M.S.: Uncertainty inequalities as entanglement criteria for negative partial-transpose states. Phys. Rev. Lett. 101, 130402 (2008)ADSCrossRef Nha, H., Zubairy, M.S.: Uncertainty inequalities as entanglement criteria for negative partial-transpose states. Phys. Rev. Lett. 101, 130402 (2008)ADSCrossRef
27.
Zurück zum Zitat Yu, S., Pan, J.W., Chen, Z.B., Zhang, Y.D.: Comprehensive test of entanglement for two-level Systems via the indeterminacy relationship. Phys. Rev. Lett. 91, 217903 (2003)MathSciNetADSCrossRef Yu, S., Pan, J.W., Chen, Z.B., Zhang, Y.D.: Comprehensive test of entanglement for two-level Systems via the indeterminacy relationship. Phys. Rev. Lett. 91, 217903 (2003)MathSciNetADSCrossRef
28.
Zurück zum Zitat Zhao, M.J., Ma, T., Fei, S.M., Wang, Z.X.: Inequalities detecting quantum entanglement for \(2\,\otimes \, d\) systems. Phys. Rev. A 83, 052120 (2011)ADSCrossRef Zhao, M.J., Ma, T., Fei, S.M., Wang, Z.X.: Inequalities detecting quantum entanglement for \(2\,\otimes \, d\) systems. Phys. Rev. A 83, 052120 (2011)ADSCrossRef
29.
Zurück zum Zitat Bennett, C.H., Brassard, G., Popescu, S., Schumacher, B., Smolin, J.A., Wootters, W.K.: Purification of noisy entanglement and faithful teleportation via noisy channels. Phys. Rev. Lett. 76, 722 (1996)ADSCrossRef Bennett, C.H., Brassard, G., Popescu, S., Schumacher, B., Smolin, J.A., Wootters, W.K.: Purification of noisy entanglement and faithful teleportation via noisy channels. Phys. Rev. Lett. 76, 722 (1996)ADSCrossRef
30.
Zurück zum Zitat Horodecki, M., Horodecki, P., Horodecki, R.: Mixed-state entanglement and distillation: is there a “bound” entanglement in nature? Phys. Rev. Lett. 80, 5239 (1998)MathSciNetADSMATHCrossRef Horodecki, M., Horodecki, P., Horodecki, R.: Mixed-state entanglement and distillation: is there a “bound” entanglement in nature? Phys. Rev. Lett. 80, 5239 (1998)MathSciNetADSMATHCrossRef
31.
Zurück zum Zitat Qi, X., Hou, J.: Characterization of optimal entanglement witnesses. Phys. Rev. A 85, 022334 (2012)ADSCrossRef Qi, X., Hou, J.: Characterization of optimal entanglement witnesses. Phys. Rev. A 85, 022334 (2012)ADSCrossRef
33.
Zurück zum Zitat Werner, R.F.: Quantum states with Einstein–Podolsky–Rosen correlations admitting a hidden-variable model. Phys. Rev. A 40, 4277 (1989)ADSCrossRef Werner, R.F.: Quantum states with Einstein–Podolsky–Rosen correlations admitting a hidden-variable model. Phys. Rev. A 40, 4277 (1989)ADSCrossRef
34.
Zurück zum Zitat Ou, Y.C., Fan, H., Fei, S.M.: Proper monogamy inequality for arbitrary pure quantum states. Phys. Rev. A 78, 012311 (2008)MathSciNetADSCrossRef Ou, Y.C., Fan, H., Fei, S.M.: Proper monogamy inequality for arbitrary pure quantum states. Phys. Rev. A 78, 012311 (2008)MathSciNetADSCrossRef
35.
Zurück zum Zitat Zhao, M.J., Zhu, X.N., Fei, S.M., Li-Jost, X.: Lower bound on concurrence and distillation for arbitrary-dimensional bipartite quantum states. Phys. Rev. A 84, 062322 (2011)ADSCrossRef Zhao, M.J., Zhu, X.N., Fei, S.M., Li-Jost, X.: Lower bound on concurrence and distillation for arbitrary-dimensional bipartite quantum states. Phys. Rev. A 84, 062322 (2011)ADSCrossRef
Metadaten
Titel
Entanglement detection and distillation for arbitrary bipartite systems
verfasst von
Ming-Jing Zhao
Ting-Gui Zhang
Xianqing Li-Jost
Shao-Ming Fei
Publikationsdatum
01.08.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Quantum Information Processing / Ausgabe 8/2013
Print ISSN: 1570-0755
Elektronische ISSN: 1573-1332
DOI
https://doi.org/10.1007/s11128-013-0565-1

Weitere Artikel der Ausgabe 8/2013

Quantum Information Processing 8/2013 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt