論文の概要: Quantitative non-classicality of mediated interactions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.12428v2
• Date: Fri, 9 Feb 2024 09:29:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-12 21:04:19.703470
• Title: Quantitative non-classicality of mediated interactions
• Title（参考訳）: 媒介相互作用の定量的非古典性
• Authors: Ray Ganardi, Ekta Panwar, Mahasweta Pandit, Bianka Wo{\l}oncewicz, Tomasz Paterek
• Abstract要約: 質量間の量子絡み合いの利得は、三部晶系全体の状態の非古典性を示す。 非可換性と非可逆性を示す不等式を導出する。 重力相互作用の非古典性の検出と、量子シミュレーションにおけるトロッター誤差の有界化という、2つの異なる分野におけるこれらの手法の適用について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5033155053523042
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In plethora of physical situations one can distinguish a mediator -- a system that couples other, non-interacting systems. Often the mediator itself is not directly accessible to experimentation, yet it is interesting and sometimes crucial to understand if it admits non-classical properties. An example of this sort that recently enjoys considerable attention are two quantum masses coupled via gravitational field. It has been argued that the gain of quantum entanglement between the masses indicates non-classicality of the states of the whole tripartite system. Here, we focus on non-classical properties of the involved interactions rather than the states. We derive inequalities whose violation indicates non-commutativity and non-decomposability (open system generalisation of non-commuting unitaries) of interactions through the mediators. The derivations are based on properties of general quantum formalism and make minimalistic assumptions about the studied systems, in particular the interactions can remain uncharacterised throughout the assessment. Furthermore, we also present conditions that solely use correlations between the coupled systems, excluding the need to measure the mediator. Next, we show that the amount of violation places a lower bound on suitably defined degree of non-decomposability. This makes the methods quantitative and at the same time experiment ready. We give applications of these techniques in two different fields: for detecting non-classicality of gravitational interaction and in bounding the Trotter error in quantum simulations.
• Abstract（参考訳）: 多くの物理的状況において、他の相互作用しないシステムを結合するシステムであるメディエーターを区別することができる。 しばしば、メディエーターは実験に直接アクセスできないが、非古典的性質を認めるかどうかを理解することは興味深い、時には不可欠である。 最近注目されているこの種の例として、重力場を介して結合された2つの量子質量がある。 質量間の量子の絡み合いの利得は三成分系全体の状態の非古典性を示していると論じられている。 ここでは、状態よりも関連する相互作用の非古典的性質に着目する。 我々は、仲介者を通して相互作用の非可換性と非可逆性(非可換ユニタリのオープンシステム一般化)を示す不等式を導出する。 導出は一般的な量子フォーマリズムの性質に基づいており、研究されたシステムについて最小主義的な仮定を行う。 さらに, メディエータを計測する必要がない条件を除いて, 結合系間の相関のみを用いる条件も提示する。 次に, 違反の量は, 適切に定義された非分解性の程度に低い値となることを示す。 これにより、手法は定量的かつ同時に実験の準備が整う。 重力相互作用の非古典性の検出と量子シミュレーションにおけるトロッター誤差のバウンドという2つの異なる分野の応用について述べる。

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