論文の概要: Entanglement Generation and Decoherence in a Two-Qubit System Mediated by Relativistic Quantum Field

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.09441v1
• Date: Thu, 17 Nov 2022 10:05:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-19 07:00:27.921937
• Title: Entanglement Generation and Decoherence in a Two-Qubit System Mediated by Relativistic Quantum Field
• Title（参考訳）: 相対論的量子場を媒介とする2量子系の絡み合い生成とデコヒーレンス
• Authors: Yoshimasa Hidaka, Satoshi Iso, Kengo Shimada
• Abstract要約: 相対論的自由スカラー場を介する2つのスピン(量子ビット)間の量子絡み合い生成の玩具モデルについて検討する。 関連する粒子が開系に生成されるため、スピンの量子状態は部分的にデコヒートされる。 我々は,スピン相関,絡み合いエントロピー,相互情報,負性といった様々な量の計算を行い,その挙動を様々な制限条件下で研究する。
• 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: Motivated by the Bose et al.-Matletto-Vedral (BMV) proposal for detecting quantum superposition of spacetime geometries, we study a toy model of a quantum entanglement generation between two spins (qubits) mediated by a relativistic free scalar field. After time evolution, spin correlation is generated through the interactions with the field. Because of the associated particle creation into an open system, the quantum state of spins is partially decohered. In this paper, we give a comprehensive study of the model based on the closed-time path formalism, focussing on relativistic causality and quantum mechanical complementarity. We calculate various quantities such as spin correlations, entanglement entropies, mutual information and negativity, and study their behaviors in various limiting situations. In particular, we calculate the mutual information of the two spins and compare it with spin correlation functions. We also discuss why no quantum entanglement can be generated unless both spins are causally affected by one another while spin correlations are generated.
• Abstract（参考訳）: 時空ジオメトリーの量子重ね合わせを検出するためのBose et al.-Matletto-Vedral (BMV)の提案により,相対論的自由スカラー場を介する2つのスピン(量子ビット)間の量子絡み合い生成の玩具モデルについて検討した。 時間発展の後、スピン相関は場との相互作用を通じて生成される。 関連する粒子が開系に生成されるため、スピンの量子状態は部分的に分離される。 本稿では,相対論的因果性と量子力学的相補性に着目した閉時間経路形式に基づくモデルに関する包括的研究を行う。 スピン相関, 絡み合いエントロピー, 相互情報, ネガティビティなどの様々な量を計算し, 様々な限界条件下での挙動を考察した。 特に、2つのスピンの相互情報を計算し、スピン相関関数と比較する。 また、スピン相関が生成される間、両方のスピンが因果的影響を受けない限り、量子絡みが生成できない理由についても論じる。

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