西州

W状態は3つの量子ビットからなる量子もつれ状態であり、ブラケット表記では以下の形状となる。

${\displaystyle |\mathrm {W} \rangle ={\frac {1}{\sqrt {3}}}(|001\rangle +|010\rangle +|100\rangle )}$

そして、特定のタイプの多体エンタングルメントを表し、量子情報理論のいくつかの応用で現れることで注目に値する。この状態に準備された粒子は、局所隠れ変数の古典理論では量子力学の予測を生成できないというベルの定理の性質を再現する。 ^{[ 1 ]}この状態は、 2000年にギフレ・ヴィダル、イグナシオ・シラクとともにこの状態を最初に報告したヴォルフガング・デュールにちなんで名付けられた。 ^{[ 2 ]}

W状態は、3量子ビット状態の2つの非二分分離^{[ 3 ]}クラスの1つの代表であり、もう1つはグリーンバーガー・ホーン・ツァイリンガー状態である。${\displaystyle |\mathrm {GHZ} \rangle =(|000\rangle +|111\rangle )/{\sqrt {2}}}$.${\displaystyle |\mathrm {W} \rangle }$そして${\displaystyle |\mathrm {GHZ} \rangle }$これらの状態は、局所的な量子操作によって互いに変換できない（確率的にも変換できない）ため、2 種類の非常に異なる三者間エンタングルメントを表している。^{[ 2 ]}

この違いは、例えば、W状態の次の興味深い特性によって示されます。3つの量子ビットのうち1つが失われても、残りの2量子ビット系の状態は依然としてエンタングルメント状態にあります。このW型エンタングルメントの堅牢性は、1つの量子ビットが失われた後に完全に分離可能となるGHZ状態とは大きく異なります。

Wクラスの状態は、多体エンタングルメント尺度によって他のすべての3量子ビット状態と区別できます。特に、W状態は任意の二分割にわたって非ゼロのエンタングルメントを持ち、^{[ 4 ]} 3-タングルは消滅しますが、GHZ型状態では非ゼロになります。^{[ 2 ]}

W状態の概念は、${\displaystyle n}$量子ビット^{[ 2 ]}は、すべての可能な純粋状態の等しい展開係数を持つ量子重ね合わせを指し、その状態ではちょうど1つの量子ビットが「励起状態」にある。${\displaystyle |1\rangle }$一方、他のすべては「基底状態」にある。${\displaystyle |0\rangle }$:

${\displaystyle |\mathrm {W} \rangle ={\frac {1}{\sqrt {n}}}(|100...0\rangle +|010...0\rangle +...+|00...01\rangle )。$

粒子損失に対する堅牢性と(一般化された)GHZ状態とのLOCC非等価性は、${\displaystyle n}$-量子ビットW状態。

1つの量子ビットが多数の2準位システムの集合に格納されているシステムでは、論理「1」はW状態で表されることが多く、論理「0」は状態で表されることが多い。${\displaystyle |00...0\rangle }$ここで、W状態の粒子損失に対する堅牢性は、これらのアンサンブルベースの量子メモリの優れた記憶特性を保証する非常に有益な特性である。^{[ 5 ]}

• 正午の州