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Erschienen in: Quantum Information Processing 1/2016

01.01.2016

Two- and three-qubit geometry, quaternionic and octonionic conformal maps, and intertwining stereographic projection

verfasst von: G. Najarbashi, B. Seifi, S. Mirzaei

Erschienen in: Quantum Information Processing | Ausgabe 1/2016

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Abstract

In this paper the geometry of two- and three-qubit states under local unitary groups is discussed. We first review the one-qubit geometry and its relation with Riemannian sphere under the action of group SU(2). We show that the quaternionic stereographic projection intertwines between local unitary group \(SU(2)\otimes SU(2)\) and quaternionic Möbius transformation. The invariant term appearing in this operation is related to concurrence measure. Yet, there exists the same intertwining stereographic projection for much more global group Sp(2), generalizing the familiar Bloch sphere in two-level systems. Subsequently, we introduce octonionic stereographic projection and octonionic conformal map (or octonionic Möbius maps) for three-qubit states and find evidence that they may have invariant terms under local unitary operations which shows that both maps are entanglement sensitive.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Varadarajan, V.S.: Geometry of Quantum Theory. University of California, Los Angeles (2000) Varadarajan, V.S.: Geometry of Quantum Theory. University of California, Los Angeles (2000)
2.
Zurück zum Zitat Życzkowski, K.: Geometry of Quantum States: An Introduction to Quantum Entanglement. Cambridge University Press, New York (2006)MATH Życzkowski, K.: Geometry of Quantum States: An Introduction to Quantum Entanglement. Cambridge University Press, New York (2006)MATH
3.
4.
Zurück zum Zitat Schirmer, S.G., Zhang, T., Leahy, J.V.: Orbits of quantum states and geometry of Bloch vectors for N-level systems. J. Phys. A Math. Gen. 37, 1389–1402 (2004)MathSciNetCrossRefADSMATH Schirmer, S.G., Zhang, T., Leahy, J.V.: Orbits of quantum states and geometry of Bloch vectors for N-level systems. J. Phys. A Math. Gen. 37, 1389–1402 (2004)MathSciNetCrossRefADSMATH
5.
8.
Zurück zum Zitat Życzkowski, K., Horodecki, P., Sanpera, A., Lewenstein, M.: Volume of the set of separable states. Phys. Rev. A 58, 883 (1998)MathSciNetCrossRefADS Życzkowski, K., Horodecki, P., Sanpera, A., Lewenstein, M.: Volume of the set of separable states. Phys. Rev. A 58, 883 (1998)MathSciNetCrossRefADS
9.
Zurück zum Zitat Mäkelä, H., Messina, A.: N-qubit states as points on the Bloch sphere. Phys. Scr. T140, 014054 (2010)CrossRefADS Mäkelä, H., Messina, A.: N-qubit states as points on the Bloch sphere. Phys. Scr. T140, 014054 (2010)CrossRefADS
10.
Zurück zum Zitat Życzkowski, K., Horodecki, P., Sanpera, A., Lewenstein, M.: Volume of the set of separable states. Phys. Rev. A 58, 833 (1998)MathSciNet Życzkowski, K., Horodecki, P., Sanpera, A., Lewenstein, M.: Volume of the set of separable states. Phys. Rev. A 58, 833 (1998)MathSciNet
11.
Zurück zum Zitat Kimura, G., Kossakowski, A.: The Bloch-vector space for n-level systems: the spherical-coordinate point of view. Open Syst. Inf. Dyn. 12, 207–229 (2005)MathSciNetCrossRefMATH Kimura, G., Kossakowski, A.: The Bloch-vector space for n-level systems: the spherical-coordinate point of view. Open Syst. Inf. Dyn. 12, 207–229 (2005)MathSciNetCrossRefMATH
13.
Zurück zum Zitat Mosseri, R., Dandoloff, R.: Geometry of entangled states, Bloch spheres and Hopf fibrations. J. Phys. A Math. Gen. 34, 10243–10252 (2001)MathSciNetCrossRefADSMATH Mosseri, R., Dandoloff, R.: Geometry of entangled states, Bloch spheres and Hopf fibrations. J. Phys. A Math. Gen. 34, 10243–10252 (2001)MathSciNetCrossRefADSMATH
14.
15.
Zurück zum Zitat Najarbashi, G., Ahadpour, S., Fasihi, M.A., Tavakoli, Y.: Geometry of a two-qubit state and intertwining quaternionic conformal mapping under local unitary transformations. J. Phys. A Math. Theor. 40, 6481–6489 (2007)MathSciNetCrossRefADSMATH Najarbashi, G., Ahadpour, S., Fasihi, M.A., Tavakoli, Y.: Geometry of a two-qubit state and intertwining quaternionic conformal mapping under local unitary transformations. J. Phys. A Math. Theor. 40, 6481–6489 (2007)MathSciNetCrossRefADSMATH
16.
Zurück zum Zitat Lee, J.W., Kim, C.H., Lee, E.K., Kim, J., Lee, S.: Qubit geometry and conformal mapping. Quantum Inf. Process. 1, 129–134 (2002)MathSciNetCrossRef Lee, J.W., Kim, C.H., Lee, E.K., Kim, J., Lee, S.: Qubit geometry and conformal mapping. Quantum Inf. Process. 1, 129–134 (2002)MathSciNetCrossRef
19.
Zurück zum Zitat Harvey, F.R.: Spinors and Calibrations. Academic Press, New York (1990)MATH Harvey, F.R.: Spinors and Calibrations. Academic Press, New York (1990)MATH
20.
Zurück zum Zitat Adler, S.L.: Quaternionic Quantum Mechanics and Quantum Fields. Oxford University Press, New York (1995)MATH Adler, S.L.: Quaternionic Quantum Mechanics and Quantum Fields. Oxford University Press, New York (1995)MATH
21.
Zurück zum Zitat Francesco, P.D., Mathieu, P., Śenéchal, D.: Conformal Field Theory. Springer, Berlin (1996)MATH Francesco, P.D., Mathieu, P., Śenéchal, D.: Conformal Field Theory. Springer, Berlin (1996)MATH
23.
24.
Zurück zum Zitat Einstein, A., Podolsky, B., Rosen, N.: Can quantum-mechanical description of physical reality be considered complete? Phys. Rev. 47, 777 (1935)CrossRefADSMATH Einstein, A., Podolsky, B., Rosen, N.: Can quantum-mechanical description of physical reality be considered complete? Phys. Rev. 47, 777 (1935)CrossRefADSMATH
26.
Zurück zum Zitat Horodecki, M., Horodecki, P., Horodecki, R.: Separability of mixed states: necessary and sufficient conditions. Phys. Lett. A 223, 1–8 (1996)MathSciNetCrossRefADSMATH Horodecki, M., Horodecki, P., Horodecki, R.: Separability of mixed states: necessary and sufficient conditions. Phys. Lett. A 223, 1–8 (1996)MathSciNetCrossRefADSMATH
27.
Zurück zum Zitat Horodecki, P.: Separability criterion and inseparable mixed states with positive partial transposition. Phys. Lett. A 232, 333–339 (1997)MathSciNetCrossRefADSMATH Horodecki, P.: Separability criterion and inseparable mixed states with positive partial transposition. Phys. Lett. A 232, 333–339 (1997)MathSciNetCrossRefADSMATH
28.
Zurück zum Zitat Horodecki, R., Horodecki, P., Horodecki, M.: Violating Bell inequality by mixed spin-1/2 states: necessary and sufficient condition. Phys. Lett. A 200, 340–344 (1995)MathSciNetCrossRefADSMATH Horodecki, R., Horodecki, P., Horodecki, M.: Violating Bell inequality by mixed spin-1/2 states: necessary and sufficient condition. Phys. Lett. A 200, 340–344 (1995)MathSciNetCrossRefADSMATH
29.
Zurück zum Zitat Horodecki, R., Horodecki, P., Horodecki, M.: Quantum \(\alpha \)-entropy inequalities: independent condition for local realism? Phys. Lett. A 210, 377–381 (1996)MathSciNetCrossRefADSMATH Horodecki, R., Horodecki, P., Horodecki, M.: Quantum \(\alpha \)-entropy inequalities: independent condition for local realism? Phys. Lett. A 210, 377–381 (1996)MathSciNetCrossRefADSMATH
30.
Zurück zum Zitat Heydari, H.: The geometry and topology of entanglement: conifold, segre variety, and hopf fibration. Quantum Inf. Comput. 6, 400–409 (2006)MathSciNetMATH Heydari, H.: The geometry and topology of entanglement: conifold, segre variety, and hopf fibration. Quantum Inf. Comput. 6, 400–409 (2006)MathSciNetMATH
32.
Zurück zum Zitat Hatcher, A.: Algebraic Topology. Cambridge University Press, Cambridge (2002)MATH Hatcher, A.: Algebraic Topology. Cambridge University Press, Cambridge (2002)MATH
33.
Zurück zum Zitat Wootters, W.K.: Entanglement of formation of an arbitrary state of two qubits. Phys. Rev. Lett. 80, 2245–2248 (1998)CrossRefADS Wootters, W.K.: Entanglement of formation of an arbitrary state of two qubits. Phys. Rev. Lett. 80, 2245–2248 (1998)CrossRefADS
34.
Metadaten
Titel
Two- and three-qubit geometry, quaternionic and octonionic conformal maps, and intertwining stereographic projection
verfasst von
G. Najarbashi
B. Seifi
S. Mirzaei
Publikationsdatum
01.01.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Quantum Information Processing / Ausgabe 1/2016
Print ISSN: 1570-0755
Elektronische ISSN: 1573-1332
DOI
https://doi.org/10.1007/s11128-015-1172-0

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