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Detection and characterisation of multipartite entanglement
Andreas Gabriel
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Betreuer*in
Beatrix C. Hiesmayr
DOI
10.25365/thesis.26062
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29868.89778.974163-7
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das Forschungsgebiet der Theorie der Verschränkung von Quantensystemen ist vergleichsweise jung. Ein grundlegendes Verständnis der elementarsten solcher Systeme (i.e. Zweiteilchensysteme) wurde in den letzten Jahrzehnten erreicht, doch Verschränkung in Mehrteilchensystemen birgt nach wie vor viele offene Fragen und Mysterien. Insbesondere ist es bis dato völlig unklar, wie spezielle Konzepte aus dem Zweiteilchenfall am sinnvollsten auf die Mehrteilchensituation verallgemeinert werden können.
Diese Arbeit behandelt die zentralen Aspekte und Fragestellungen der Detektion, Charakterisierung und Klassifikation von Mehrteilchenverschränkung. Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen Zwei- und Mehrteilchenszenarien werden erläutert, verschiedene mögliche Verallgemeinerungen präsentiert und in einigen Bereichen werden Resultate erarbeitet.
Der besondere Schwerpunkt dieser Arbeit liegt bei einem Formalismus – dem sogenannten HMGH-Framework, der im Lauf der letzten Jahre entwickelt und erweitert wurde – der die Konstruktion sehr spezifischer Separabilitätskriterien ermöglicht, welche fähig sind, zwischen verschiedenen Arten von Mehrteilchenverschränkung zu unterscheiden. Mit Hilfe dieser Kriterien werden die Problemstellungen der teilweisen Separabilität (partial separability), der genuinen Mehrteilchenverschränkung (genuine multipartite entanglement) und – schließlich – der Klassifikation von Mehrteilchenverschränkung (die die den fundamentalsten und kritischsten Unterschiede zur Zweiteilchenverschränkung beinhalten) behandelt und diskutiert.
Um die so erhaltenen Resultate zu verdeutlichen werden mehrere Beispiele aus verschiedenen (und unterschiedlich nah verwandten) Themenbereichen präsentiert, die die Fähigkeiten, Stärken und Schwächen des HMGH-Frameworks aufzeigen und Einblicke in den gegenwärtigen Status der Forschung auf dem Gebiet der Mehrteilchenverschränkungstheorie im Gesamten geben.
Abstract
(Englisch)
The research field of quantum entanglement theory is comparatively new. While a basic understanding of the most simple systems in question (i.e. bipartite systems) has been established over the past few decades, multipartite entanglement still holds many unsolved questions and intriguing riddles. In particular, it is completely unclear how several concepts from the bipartite case can be generalised in a meaningful way to multipartite scenarios.
In this work, the main issues of multipartite entanglement detection, characterisation and classification are discussed. The differences and similarities between the bipartite and the multipartite situation are reviewed, various possible generalisations are presented and results are obtained in several areas.
The focus of this work particularly lies on a formalism – the so called HMGH framework, which has been developed and expanded for the past several years – which allows for construction of very specific separability criteria, capable of discriminating between different kinds of multipartite entanglement. By means of these criteria, the questions of partial separability, genuine multipartite entanglement and – ultimately – multipartite entanglement classification (which appear to contain the most striking differences to bipartite entanglement) are adressed and discussed.
In order to illustrate the theoretical conclusions in these respects, several examples are given from different (and differently closely related) fields, showing the capabilities, strengths and weaknesses of the HMGH framework as well as giving insights into the current status of research in multipartite entanglement theory as a whole.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
entanglement Quantum theory nonlocality multipartite systems
Schlagwörter
(Deutsch)
Verschränkung Quantentheorie Nichtlokalität Mehrteilchensysteme
Autor*innen
Andreas Gabriel
Haupttitel (Englisch)
Detection and characterisation of multipartite entanglement
Paralleltitel (Deutsch)
Detektion und Charakterisierung von Mehrteilchenverschränkung
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
130 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Fabrizio Illuminati ,
Harald Weinfurter
AC Nummer
AC11008326
Utheses ID
23286
Studienkennzahl
UA | 791 | 411 | |