論文の概要: Mixed-state entanglement and information recovery in thermalized states and evaporating black holes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.00020v1
• Date: Tue, 30 Nov 2021 19:00:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-06 06:51:16.017231
• Title: Mixed-state entanglement and information recovery in thermalized states and evaporating black holes
• Title（参考訳）: 加熱状態と蒸発ブラックホールにおける混合状態絡み合いと情報回復
• Authors: Shreya Vardhan, Jonah Kudler-Flam, Hassan Shapourian, Hong Liu
• Abstract要約: 熱処理された量子多体系における量子情報理論量の普遍的挙動と蒸発ブラックホールについて検討する。 ブラックホールを有限温度で蒸発させるには、対数ネガティリティとペッツマップの忠実度の両方が重要な新しい時間スケールを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.040744715321308
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study the universal behavior of quantum information-theoretic quantities in thermalized isolated quantum many-body systems and evaporating black holes. In particular, we study a genuine mixed-state entanglement measure called the logarithmic negativity, other correlation measures including the Renyi negativities and the mutual information, and a signature of multipartite entanglement called the reflected entropy. We also probe the feasibility of recovering quantum information from subsystems of a thermalized quantum many-body system or from the radiation of an evaporating black hole, using quantities such as relative entropy and Petz map fidelity. A recently developed technique called the equilibrium approximation allows us to probe these quantities at finite temperature. We find striking qualitative differences from the infinite temperature case, which has been the topic of previous studies using Haar-random states. In particular, we find regimes where the logarithmic negativity is extensive but the mutual information is sub-extensive, indicating a large amount of undistillable, bound entanglement in thermalized states. For evaporating black holes at finite temperature, both the logarithmic negativity and the Petz map fidelity reveal an important new time scale $t_b$, which is earlier than the Page time $t_p$ by a finite fraction of the total evaporation time. We find that $t_b$, as opposed to $t_p$, is the time scale at which quantum entanglement between different parts of the radiation becomes extensive, and the fidelity of information recovery for a large diary thrown into the black hole starts to grow.
• Abstract（参考訳）: 熱処理された量子多体系における量子情報理論量の普遍的挙動と蒸発ブラックホールについて検討する。 特に,対数ネガティビティと呼ばれる真の混合状態絡み合い尺度,renyiネガティビティと相互情報を含む他の相関尺度,反射エントロピーと呼ばれる多成分絡み合いのシグネチャについて検討した。 また,熱化された量子多体系のサブシステムや蒸発するブラックホールの放射から,相対エントロピーやpetzマップの忠実度などの量を用いて量子情報を回収する可能性についても検討した。 最近開発された平衡近似と呼ばれる手法により、有限温度でこれらの量を調べることができる。 我々は、ハールランダム状態を用いた以前の研究のトピックである無限温度の場合との大きな定性的な違いを見出した。 特に, 対数ネガティビティが広く, 相互情報はサブエクステンシブであり, 熱処理状態において, 大量の不溶性で有界な絡み合いを示す。 ブラックホールを有限温度で蒸発させるには、対数ネガティリティとペッツマップのフィデリティの両方が重要な新しい時間スケール$t_b$を示し、これは総蒸発時間の有限分率でページ時間$t_p$より早い。 我々は、$t_b$は、$t_p$とは対照的に、放射線の異なる部分間の量子の絡み合いが広くなり、ブラックホールに投げ込まれた大きな日記の情報回復の忠実さが増大する時間スケールであることがわかった。

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