論文の概要: Entanglement timescale and mixedness in non-Hermitian quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.11667v1
- Date: Fri, 23 Sep 2022 15:53:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-25 10:06:08.457480
- Title: Entanglement timescale and mixedness in non-Hermitian quantum systems
- Title（参考訳）: 非エルミート量子系における絡み合い時間スケールと混合性
- Authors: Diego Paiva Pires, Tommaso Macr\`i
- Abstract要約: 有限次元量子系に対する線形エントロピーの短時間摂動展開について論じる。
非エルミートハミルトニアンは、考慮された入力状態に対する線形エントロピーの短時間のダイナミクスを強化する。
この結果は、非エルミート量子センシング、非エルミート系の量子熱力学、および$mathcalPT$-symmetric量子場理論に応用できる。
- 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 discuss the short-time perturbative expansion of the linear entropy for
finite-dimensional quantum systems whose dynamics can be effectively described
by a non-Hermitian Hamiltonian. We derive a timescale for the degree of
mixedness for an input state undergoing non-Hermitian dynamics and specialize
these results in the case of a driven-dissipative two-level system. Next, we
derive a timescale for the growth of entanglement for bipartite quantum systems
that depends on the effective non-Hermitian Hamiltonian. In the Hermitian
limit, this result recovers the perturbative expansion for coherence loss in
Hermitian systems, while it provides an entanglement timescale for initial pure
and uncorrelated states. To illustrate these findings, we consider the
many-body transverse-field XY Hamiltonian coupled to an imaginary all-to-all
Ising model. We find that the non-Hermitian Hamiltonian enhances the short-time
dynamics of the linear entropy for the considered input states. Overall, each
timescale depends on minimal ingredients such as the probe state and the
non-Hermitian Hamiltonian of the system, and its evaluation requires low
computational cost. Our results find applications to non-Hermitian quantum
sensing, quantum thermodynamics of non-Hermitian systems, and
$\mathcal{PT}$-symmetric quantum field theory.
- Abstract（参考訳）: 有限次元量子系に対する線形エントロピーの短時間摂動拡大について,非エルミート・ハミルトニアンによってダイナミクスが効果的に記述できる場合について論じる。
我々は,非エルミート力学による入力状態の混合度合いの時間尺度を導出し,駆動散逸型2レベルシステムの場合,これらの結果を特殊化する。
次に、実効非エルミート的ハミルトニアンに依存する二部量子系の絡み合いの増大の時間スケールを導出する。
エルミート極限では、この結果はエルミート系におけるコヒーレンス損失の摂動拡大を回復するが、初期純および非相関状態に対する絡み合い時間スケールを提供する。
これらの知見を説明するために、多体横場xyハミルトニアンを想像上の全対全イジングモデルと結合する。
非エルミートハミルトニアンは、考慮された入力状態に対する線形エントロピーの短時間ダイナミクスを強化する。
全体として、各タイムスケールはプローブ状態や非エルミートハミルトニアンなどの最小成分に依存しており、その評価には低い計算コストを必要とする。
この結果は、非エルミート量子センシング、非エルミート系の量子熱力学、および$\mathcal{PT}$-symmetric量子場理論に応用できる。
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