論文の概要: Generation of scalable many-body Bell correlations in spin chains with
short-range two-body interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.06173v1
- Date: Fri, 9 Jun 2023 18:01:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-13 20:39:58.469599
- Title: Generation of scalable many-body Bell correlations in spin chains with
short-range two-body interactions
- Title（参考訳）: 短距離2体相互作用を有するスピン鎖におけるスケーラブル多体ベル相関の生成
- Authors: Marcin P{\l}odzie\'n, Tomasz Wasak, Emilia Witkowska, Maciej
Lewenstein, Jan Chwede\'nczuk
- Abstract要約: 制御可能な短距離2体相互作用を持つスピン鎖における多体ベル相関の生成法を示す。
システム内の多体ベル相関を生成するのに必要な臨界範囲を特定し、この臨界行動の背後にある物理的なメカニズムを提供する。
ここでの完全な解析的知見は、強い多体非古典的相関を生成する方法に関する新たな洞察を与える。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Spin chains, the archetypal many-body quantum systems, are used for prototype
quantum computing, ultra-precise sensing, or as quantum simulators. Hence, they
attract theoretical and experimental attention, focusing on analyzing their
dynamic and static properties, their structure, and the ``quantum content'',
namely how -- and in what sense -- a particular chain is non-classical. We
address these points and show how to generate a potent resource for quantum
technologies, namely the many-body Bell correlations in spin chains, with
controllable short-range two-body interactions. Subsequently, we classify the
depth of produced Bell correlations. We identify a critical range necessary to
generate many-body Bell correlations in the system and provide the physical
mechanism behind this critical behaviour. Remarkably, the critical range is
short and universal for every length of the chain, establishing the viability
of this protocol. In contrast, the critical time, at which the many-body Bell
correlations emerge in the system depends on its size, as our analysis reveals.
Importantly, we show, that these Bell correlations are fully determined by just
a single element of the density matrix, and can be measured by the existing
state-tomography methods. The fully analytical findings presented here provide
novel insight into the methodology of generating strong many-body non-classical
correlations with short-range two-body interactions, offering promising
prospects for quantum technologies.
- Abstract（参考訳）: 古典的な多体量子系であるスピン鎖は、量子コンピューティングのプロトタイプ、超精密センシング、または量子シミュレータとして用いられる。
したがって、それらの動的および静的な性質、その構造、および ``quantum content''' 、すなわち特定の連鎖が非古典的であるか、という分析に焦点が当てられ、理論的および実験的に注目される。
これらの点に対処し、制御可能な短距離2体相互作用を用いて量子技術の強力な資源、すなわちスピン鎖における多体ベル相関を生成する方法を示す。
その後,生成したベル相関の深さを分類する。
システム内の多体ベル相関を生成するのに必要な臨界範囲を特定し、この臨界行動の背後にある物理的なメカニズムを提供する。
注目すべきは、臨界範囲は鎖の長さごとに短く普遍的であり、このプロトコルの生存可能性を確立することである。
対照的に、システム内で多体ベル相関が発生する臨界時間は、我々の分析が示すように、その大きさに依存する。
重要なことは、これらのベル相関は密度行列の1つの要素だけで完全に決定され、既存の状態トモグラフィー法で測定できることである。
ここで提示された完全に分析的な知見は、短距離の2体相互作用と強い多体非古典的相関を生成する方法への新しい洞察を与え、量子技術への有望な展望を提供する。
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