論文の概要: Entanglement formation in continuous-variable random quantum networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.12934v1
- Date: Tue, 26 May 2020 18:00:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-18 07:23:11.027914
- Title: Entanglement formation in continuous-variable random quantum networks
- Title（参考訳）: 連続変数ランダム量子ネットワークにおける絡み合い形成
- Authors: Bingzhi Zhang and Quntao Zhuang
- Abstract要約: 絡み合いは、実用的な情報処理タスクにおいて量子アドバンテージを実現する重要なリソースである。
本研究では、任意のネットワーク上のアンサンブル平均エンタングルメントダイナミクスをグラフ上のランダムウォークプロセスにマッピングすることにより、連続変数量子ネットワークに研究を拡張する。
我々は、スキーズが絡み合いの発生源であり、放物的光円錐による絡み合いの拡散を引き起こす。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.14219428942199
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Entanglement is not only important for understanding the fundamental
properties of many-body systems, but also the crucial resource enabling quantum
advantages in practical information processing tasks. While previous works on
entanglement formation and networking focus on discrete-variable systems,
light---as the only travelling carrier of quantum information in a network---is
bosonic and thus requires a continuous-variable description in general. In this
work, we extend the study to continuous-variable quantum networks. By mapping
the ensemble-averaged entanglement dynamics on an arbitrary network to a
random-walk process on a graph, we are able to exactly solve the entanglement
dynamics and reveal unique phenomena. We identify squeezing as the source of
entanglement generation, which triggers a diffusive spread of entanglement with
a parabolic light cone. The entanglement distribution is directly connected to
the probability distribution of the random walk, while the scrambling time is
determined by the mixing time of the random walk. The dynamics of bipartite
entanglement is determined by the boundary of the bipartition; An operational
witness of multipartite entanglement, based on advantages in sensing tasks, is
introduced to characterize the multipartite entanglement growth. A surprising
linear superposition law in the entanglement growth is predicted by the theory
and numerically verified, when the squeezers are sparse in space-time, despite
the nonlinear nature of the entanglement dynamics. We also give exact solution
to the equilibrium entanglement distribution (Page curves), including its
fluctuations, and found various shapes dependent on the average squeezing
density and strength.
- Abstract（参考訳）: 絡み合いは多体システムの基本特性を理解するのに重要であるだけでなく、実用的な情報処理タスクにおいて量子的な利点をもたらす重要な資源でもある。
前回の絡み合いの形成とネットワークは離散変数システムに焦点を当てていたが、光--ネットワーク内の量子情報の唯一の移動キャリアとして--はボソニックであり、そのため一般に連続変数記述を必要とする。
本研究では,この研究を連続変数量子ネットワークに拡張する。
任意のネットワーク上のアンサンブル平均エンタングルメントダイナミクスをグラフ上のランダムウォークプロセスにマッピングすることにより、エンタングルメントダイナミクスを正確に解き、ユニークな現象を明らかにすることができる。
我々は、スキーズが絡み合いの発生源であり、放物的光円錐による絡み合いの拡散を引き起こす。
絡み合い分布はランダムウォークの確率分布に直接接続され、スクランブル時間はランダムウォークの混合時間によって決定される。
二部絡みのダイナミクスは二部絡みの境界によって決定され、多部絡み合いの操作証人は、センシングタスクの利点に基づいて、多部絡み成長を特徴付ける。
エンタングルメント成長における驚くべき線形重ね合わせ則は, エンタングルメントダイナミクスの非線形性質にもかかわらず, 時空のスペーサーがスパースである場合に, 理論により予測され, 数値的に検証される。
また, その変動を含む平衡絡み合い分布(ページ曲線)の厳密な解を与え, 平均スクイーズ密度と強度に依存する様々な形状を見出した。
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