論文の概要: Witnessing entanglement in quantum magnets using neutron scattering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.08376v1
• Date: Tue, 16 Feb 2021 18:59:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-11 00:13:44.659090
• Title: Witnessing entanglement in quantum magnets using neutron scattering
• Title（参考訳）: 中性子散乱による量子磁石の絡み合いの観察
• Authors: A. Scheie, Pontus Laurell, A. M. Samarakoon, B. Lake, S. E. Nagler, G. E. Granroth, S. Okamoto, G. Alvarez, and D. A. Tennant
• Abstract要約: 量子エンタングルメントが準-1Dハイゼンベルク反強磁性体 KCuF$_3$ でどのように直接観測できるかを実証する。 我々は、高スピンSハイゼンベルク鎖に量子フィッシャー情報を適用し、量子数が増加するにつれて、観測可能な絡み合いが低い温度に抑制されることを理論的に示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We demonstrate how quantum entanglement can be directly witnessed in the quasi-1D Heisenberg antiferromagnet KCuF$_3$. We apply three entanglement witnesses --- one-tangle, two-tangle, and quantum Fisher information --- to its inelastic neutron spectrum, and compare with spectra simulated by finite-temperature density matrix renormalization group (DMRG) and classical Monte Carlo methods. We find that each witness provides direct access to entanglement. Of these, quantum Fisher information is the most robust experimentally, and indicates the presence of at least bipartite entanglement up to at least 50 K, corresponding to around 10% of the spinon zone-boundary energy. We apply quantum Fisher information to higher spin-S Heisenberg chains, and show theoretically that the witnessable entanglement gets suppressed to lower temperatures as the quantum number increases. Finally, we outline how these results can be applied to higher dimensional quantum materials to witness and quantify entanglement.
• Abstract（参考訳）: 量子エンタングルメントが準-1Dハイゼンベルク反強磁性体 KCuF$_3$ でどのように直接観測できるかを実証する。 中性子の非弾性スペクトルに対して, 1-tangle, two-tangle, quantum fisherの3つのエンタングルト観測値を適用し,有限温度密度行列再正規化群 (dmrg) と古典モンテカルロ法でシミュレーションされたスペクトルと比較した。 それぞれの目撃者が 絡み合いに直接 アクセスできることが分かりました これらのうち、量子フィッシャー情報は実験的に最も頑健であり、スピノンゾーン境界エネルギーの約10%に相当する少なくとも50kまでの2成分の絡み合いが存在することを示している。 量子フィッシャー情報をより高いスピンsハイゼンベルク鎖に適用し、量子数の増加に伴って観測可能な絡み合いが低温に抑えられることを理論的に示す。 最後に、これらの結果を高次元量子材料に適用して、絡み合いを目撃し定量化する方法について概説する。

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