論文の概要: Fundamental trade-off relation in probabilistic entanglement generation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.03233v2
- Date: Fri, 01 Aug 2025 00:53:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-04 18:08:53.350393
- Title: Fundamental trade-off relation in probabilistic entanglement generation
- Title（参考訳）: 確率的絡み合い生成における基本的なトレードオフ関係
- Authors: Yuanbo Chen, Yoshihiko Hasegawa,
- Abstract要約: 異なるプロセスの重ね合わせから新しい量子過程を合成することにより、2つの非相互作用系間の絡み合いの発生について検討する。
本研究は,量子過程の重畳による絡み合い生成の一般的な原理を確立し,絡み合い生成を制御する新しい方法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9090172323132277
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate the generation of entanglement between two non-interacting systems by synthesizing a new quantum process from the superposition of distinct processes characterized by local-only operations. Our analysis leads to the derivation of a universal trade-off relation, $P_{\text{succ}}(1+\mathcal{C})\le1$, that fundamentally bounds the success probability ($P_{\text{succ}}$) and the generated entanglement (concurrence $\mathcal{C}$). The derivation of this trade-off relation is inspired by indefinite causal order, but applies for a broader class of quantum processes. Next, we show that the mathematical structure of this bound predicts the existence of a "quasi-deterministic" mode of operation, a surprising phenomenon which we then confirm with concrete entanglement generation protocols, where a maximally entangled state is guaranteed to be produced. In this mode of operation, both outcomes of the post-selection measurement on the auxiliary control system result in a maximally entangled state of the target system. Furthermore, we demonstrate how this general principle can be realized using a quantum switch, which leverages an indefinite causal order as a physical resource, and explore the rich variety of dynamical behaviors governed by the universal trade-off. Our results establish a general principle for entanglement generation with superposition of quantum processes and introduce a novel way of controlling entanglement generation.
- Abstract（参考訳）: 局所的な操作によって特徴づけられる異なるプロセスの重ね合わせから新しい量子過程を合成することにより、2つの非相互作用系間の絡み合いの発生について検討する。
P_{\text{succ}}(1+\mathcal{C})\le1$は、成功確率(P_{\text{succ}}$)と生成された絡み合い(concurrence $\mathcal{C}$)を根本的に束縛する。
このトレードオフ関係の導出は不明確な因果順序から着想を得ているが、より広範な量子過程のクラスに適用できる。
次に、この境界の数学的構造が「準決定論的」な操作モードの存在を予測することを示し、これは、最大エンタングル状態の生成が保証されるコンクリートエンタングルメント生成プロトコルで確認される驚くべき現象である。
この動作モードでは、補助制御系における選択後測定の結果の両方が、ターゲット系の最大絡み合う状態となる。
さらに、この一般原理を、不定因数順序を物理資源として活用した量子スイッチを用いて実現し、普遍的トレードオフによって支配される多種多様な動的挙動を探索する。
本研究は,量子過程の重畳による絡み合い生成の一般的な原理を確立し,絡み合い生成を制御する新しい方法を提案する。
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