論文の概要: Characterization of non-perturbative qubit channel induced by a quantum
field
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.01141v3
- Date: Mon, 18 Jul 2022 05:53:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-06 21:29:29.031376
- Title: Characterization of non-perturbative qubit channel induced by a quantum
field
- Title（参考訳）: 量子場による非摂動量子ビットチャネルのキャラクタリゼーション
- Authors: Erickson Tjoa
- Abstract要約: 単一量子ビットと量子化マスレススカラー場の間の非摂動相互作用によって誘導される量子チャネルの特性について述べる。
我々は、代数量子場理論(AQFT)における可観測物の量子チャネルとワイル代数の観点で結果を整理する。
ワイル代数の要素として変位とスクイーズ操作を扱い、キュービットチャネルを含む既存の非摂動計算を曲線時空における非準自由ガウス状態に一般化できることを示す。
- 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: In this work we provide some characterization of the quantum channel induced
by non-perturbative interaction between a single qubit with a quantized
massless scalar field in arbitrary globally hyperbolic curved spacetimes. The
qubit interacts with the field via Unruh-DeWitt detector model and we consider
two non-perturbative regimes: (i) when the interaction is very rapid,
effectively at a single instant in time (\textit{delta-coupled detector}); and
(ii) when the qubit has degenerate energy level (\textit{gapless detector}). We
organize the results in terms of quantum channels and Weyl algebras of
observables in the algebraic quantum field theory (AQFT). We collect various
quantum information-theoretic results pertaining to these channels, such as
entropy production of the field and the qubit, recoverability of the qubit
channels, and causal propagation of noise due to the interactions. We show that
by treating the displacement and squeezing operations as elements of the Weyl
algebra, we can generalize existing non-perturbative calculations involving the
qubit channels to non-quasifree Gaussian states in curved spacetimes with
little extra effort and provide transparent interpretation of these unitaries
in real space. We also generalize the existing result about cohering and
decohering power of a quantum channel induced by the quantum field to curved
spacetimes in a very compact manner.
- Abstract（参考訳）: 本研究では、任意の大域双曲曲線時空における単一量子ビットと量子化された質量を持たないスカラー場との間の非摂動相互作用によって引き起こされる量子チャネルの特性について述べる。
qubitはUnruh-DeWitt検出器モデルを介して場と相互作用し、2つの非摂動状態を考える。
(i)相互作用が非常に高速で、1つの瞬間に効果的である場合(\textit{delta-coupled detector});及び
(ii) 量子ビットが縮退エネルギーレベルを持つ場合(\textit{gapless detector})
結果は、代数量子場理論(AQFT)における可観測物の量子チャネルとワイル代数の観点で整理する。
我々は, 場のエントロピー生成, 量子ビットチャネルの回復性, 相互作用によるノイズの因果伝播など, これらのチャネルに関する様々な量子情報理論的な結果を収集する。
ワイル代数の要素として変位とスクイージング演算を扱うことにより、曲線時空における量子チャネルを含む既存の非摂動計算を非クエージフリーガウス状態へ、余分な労力を要せず一般化し、実空間におけるユニタリの透過的解釈を提供できることを示す。
また、量子場から曲線化された時空への量子チャネルのコヒーリングとデコヒーリングに関する既存の結果を非常にコンパクトに一般化する。
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