Majorization criterion for distillability of a bipartite quantum state

Bipartite quantum states are classified into three categories: separable states, bound entangled states, and free entangled states. It is of great importance to characterize these families of states for the development of quantum information science. In this paper, I show that the separable states and the bound entangled states have a common spectral property. More precisely, I prove that for undistillable -- separable and bound entangled -- states, the eigenvalue vector of the global system is majorized by that of the local system. This result constitutes a new sufficient condition for distillability of bipartite quantum states. This is achieved by proving that if a bipartite quantum state satisfies the reduction criterion for distillability, then it satisfies the majorization criterion for separability.Comment: 4 pages, no figures, REVTEX. A new lemma (Lemma 2) added. To appear in Physical Review Letter

Single-stage experimental evaluation of boundary layer bleed techniques for high lift stator blades. Part 4 - Data and performance of triple-slotted 0.75 hub diffusion factor stator

Performance tests on slotted hub diffusion factor stator with boundary layer blee

Entanglement-Saving Channels

The set of Entanglement Saving (ES) quantum channels is introduced and characterized. These are completely positive, trace preserving transformations which when acting locally on a bipartite quantum system initially prepared into a maximally entangled configuration, preserve its entanglement even when applied an arbitrary number of times. In other words, a quantum channel $\psi$ is said to be ES if its powers $\psi^n$ are not entanglement-breaking for all integers $n$. We also characterize the properties of the Asymptotic Entanglement Saving (AES) maps. These form a proper subset of the ES channels that is constituted by those maps which, not only preserve entanglement for all finite $n$, but which also sustain an explicitly not null level of entanglement in the asymptotic limit~$n\rightarrow \infty$. Structure theorems are provided for ES and for AES maps which yield an almost complete characterization of the former and a full characterization of the latter.Comment: 26 page

Appearance Potential Massenspektrometrie zum Nachweis reaktiver Gasphasenintermediate bei heterogen-katalysierten Reaktionen

Appearance Potential Massenspektrometrie zum Nachweis reaktiver Gasphasenintermediate bei heterogen-katalysierten Reaktionen R. Horn und G. Mestl, Abteilung Anorganische Chemie, Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Faradayweg 4-6, D-14195 Berlin, Deutschland; Am Mechanismus zahlreicher heterogen-katalysierter Reaktionen könnten neben den bekannten Reaktionsschritten an der Katalysatoroberfläche auch Reaktionsschritte in der Gasphase beteiligt sein. Besonders bei hohen Reaktionstemperaturen (Ammoniakoxidation, Methanoloxidation zu Formaldehyd, Andrussow-Prozess) ist das Auftreten hochenergetischer kurzlebiger Intermediate, z.B. Radikale, wahrscheinlich, aber auch intermediäre, geminale Diole wären denkbar. Der qualitative und quantitative Nachweis dieser Spezies ist aufgrund ihrer Kurzlebigkeit und der anspruchsvollen Reaktionsbedingungen experimentell sehr aufwendig. Bisher gibt es nur wenige, teure Methoden, die dies gestatten, z.B. Matrix-Isolations ESR (MIESR), Laser Induzierte Fluoreszenzspektroskopie (LIFS) oder Cavity Ring-Down Spectroscopy (CRDS). Im Rahmen dieser Arbeit soll die Appearance Potential Massenspektrometrie (AP-MS) zur Untersuchung heterogen-katalysierter Gasphasenreaktionen angewendet werden. In der Plasmaphysik ist diese Methode lange etabliert und wird zur Charakterisierung von Plasmen (Identifizierung und Quantifizierung von Radikalen, Kationen, Anionen) benützt. Die zugrundeliegende Idee dieser Methode ist leicht einsichtig. Die Identifizierung einzelner Gasphasenspezies erfolgt über ihre Ionisierungs- bzw. Auftrittspotentiale (IP, AP). Diese erhält man durch Auswertung der Ionisationseffektivitätskurven (IE-Kurven) auf den jeweiligen Massen. Verfolgt man z.B. die Signalintensität auf der Masse 15amu mit steigender Energie der stoßenden Elektronen in der Ionenquelle, erhält man eine IE-Kurve zu der die vorhandenen Spezies entsprechend ihrer IP’s oder AP’s beitragen. Wenn, wie z.B. bei der oxidativen Kopplung von Methan (OKM), Methylradikale als reaktive Intermediate neben Methan als Ausgangsstoff und Ethan als Reaktionsprodukt auftreten, so sind alle drei Spezies durch Auswertung der IE-Kurve auf der Masse 15amu eindeutig zu identifizieren und zu quantifizieren. e- + CH3 CH3+ + 2e- IP(CH3+) = 9.84eV e- + CH4 CH3+ + H + 2e- AP(CH3+) = 14.30eV e- + C2H6 CH3+ + CH3 + 2e- AP(CH3+) = 13.46eV Im Vergleich zu den anderen oben erwähnten Methoden ist die AP-MS relativ unkompliziert und kostengünstig. Der Versuchsaufbau besteht aus einem Hochtemperatur-Strömungsrohrreaktor (Tmax = 1450°C, i.d. = 10mm), der direkt über eine wassergekühlte, dreistufig differentiell gepumpte Druckstufe an das AP-MS angekoppelt ist. Bisher wurde als Testreaktion die Me-thanoxidation über dem reinen Al2O3 Träger sowie geträ-gertem, polykristalli-nem Platin als Katalysator unter-sucht. Die Durchfüh-rung temperaturpro-grammierter Experi-mente zeigte deut-lich radikalische Intermediate der Reaktion, was sie in Verbindung mit ihrer Übersichtlichkeit als Prüftstein der Methode auszeichnet. So konnten z.B. OH Fragmente nachgewiesen werden, deren Muttermolekül überraschenderweise H2O2 war. Der Nachweis von Wasserclustern in einem engen Konzentrations- und Temperaturbereich kurz nach Einsetzen der Reaktion, deutet auf reaktive Kondensationskeime im Molekularstrahl, z.B. OH-Radikale, hin. Neben der technischen Durchführung stellt aber auch die Datenauswertung der IE-Kurven und Mischungsmassenspektren die zweite große Herausforderung dar. Da die IE-Kurven mit der Energieunschärfe des Elektronenstrahls gefaltet sind, wird an einer Entfaltung mittels Fouriertransformation gearbeitet. Zur rechnerischen Identifizierung der den Massenspektren zugrundeliegenden Moleküle wurde erfolgreich die Target-Faktorenanalyse erprobt. Eine zusätzliche, experimentelle On-Line Analytik des Reaktionsgemisches im Reaktorabstrom mittels IR-Spektroskopie ist geplant

Spectral Conditions on the State of a Composite Quantum System Implying its Separability

For any unitarily invariant convex function F on the states of a composite quantum system which isolates the trace there is a critical constant C such that F(w)<= C for a state w implies that w is not entangled; and for any possible D > C there are entangled states v with F(v)=D. Upper- and lower bounds on C are given. The critical values of some F's for qubit/qubit and qubit/qutrit bipartite systems are computed. Simple conditions on the spectrum of a state guaranteeing separability are obtained. It is shown that the thermal equilbrium states specified by any Hamiltonian of an arbitrary compositum are separable if the temperature is high enough.Comment: Corrects 1. of Lemma 2, and the (under)statement of Proposition 7 of the earlier version

Classification of GHZ-type, W-type and GHZ-W-type multiqubit entanglements

We propose the concept of SLOCC-equivalent basis (SEB) in the multiqubit space. In particular, two special SEBs, the GHZ-type and the W-type basis are introduced. They can make up a more general family of multiqubit states, the GHZ-W-type states, which is a useful kind of entanglement for quantum teleporatation and error correction. We completely characterize the property of this type of states, and mainly classify the GHZ-type states and the W-type states in a regular way, which is related to the enumerative combinatorics. Many concrete examples are given to exhibit how our method is used for the classification of these entangled states.Comment: 16 pages, Revte

Transport in time-dependent dynamical systems: Finite-time coherent sets

We study the transport properties of nonautonomous chaotic dynamical systems over a finite time duration. We are particularly interested in those regions that remain coherent and relatively non-dispersive over finite periods of time, despite the chaotic nature of the system. We develop a novel probabilistic methodology based upon transfer operators that automatically detects maximally coherent sets. The approach is very simple to implement, requiring only singular vector computations of a matrix of transitions induced by the dynamics. We illustrate our new methodology on an idealized stratospheric flow and in two and three dimensional analyses of European Centre for Medium Range Weather Forecasting (ECMWF) reanalysis data

Overlapping mechanisms in implying and inferring

Prior psychological work on Gricean implicature has revealed much about how listeners infer (comprehension) but little about how speakers imply (production). This is surprising given the inherent link between the two. This study aimed to obtain a more integral understanding of implicatures by investigating the processes that are shared between inference and implication. In two experiments, a participant and a confederate engaged in a dialogue game that invited the use of implicatures. In each there was a global priming manipulation, in which a confederate predominantly used implicit or explicit utterances, and a local priming manipulation, in which the utterance structure varied from trial to trial. Participants could choose whether to imply or use an explicit expression. Our results revealed that speaker and listener align on their use of implicatures. We interpret the local priming results as providing evidence of shared implicature representations between speaker and listener, and the global priming results as a form of audience design. We also present a model of implicature production that explains our findings