論文の概要: Random pure Gaussian states and Hawking radiation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.10562v1
• Date: Fri, 17 Nov 2023 14:54:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-20 14:16:10.540741
• Title: Random pure Gaussian states and Hawking radiation
• Title（参考訳）: ランダムな純ガウス状態とホーキング放射
• Authors: Erik Aurell, Lucas Hackl, Pawe{\l} Horodecki, Robert H. Jonsson, Mario Kieburg
• Abstract要約: ブラックホールはホーキング放射によって蒸発する。その放射のそれぞれのモードは熱的だ。それでも、全体の状態が純粋なものであるなら、モードは絡み合わなければならない。 我々は、制約付きランダムシンプレクティック変換の新しい理論を開発し、全体状態は純粋、ガウス的、ランダムであり、ホーキング理論のように全てのモード熱である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3999851878220877
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A black hole evaporates by Hawking radiation. Each mode of that radiation is thermal. If the total state is nevertheless to be pure, modes must be entangled. Estimating the minimum size of this entanglement has been an important outstanding issue. We develop a new theory of constrained random symplectic transformations, based on that the total state is pure, Gaussian and random, and every mode thermal as in Hawking theory. From this theory we compute the distribution of mode-mode correlations, from which we bound mode-mode entanglement. We find that correlations between thinly populated modes (early-time high-frequency modes and/or late modes of any frequency) are strongly suppressed. Such modes are hence very weakly entangled. Highly populated modes (early-time low-frequency modes) can on the other hand be strongly correlated, but a detailed analysis reveals that they are nevertheless also weakly entangled. Our analysis hence establishes that restoring unitarity after a complete evaporation of a black hole does not require strong quantum entanglement between any pair of Hawking modes. Our analysis further gives exact general expressions for the distribution of mode-mode correlations in random, pure, Gaussian states with given marginals, which may have applications beyond black hole physics.
• Abstract（参考訳）: ブラックホールはホーキング放射によって蒸発する。 その放射のそれぞれのモードは熱的です。 全体状態が純粋である場合、モードは絡み合わなければならない。 この絡み合いの最小サイズを推定することは重要な問題である。 我々は、制約付きランダムシンプレクティック変換の新しい理論を開発し、全体状態は純粋、ガウス的、ランダムであり、ホーキング理論のように全てのモード熱である。 この理論からモード-モード相関の分布を計算し、モード-モードの絡み合いを拘束する。 その結果,人口密度の薄いモード(早期の高周波モードといかなる周波数の遅延モード)との相関は強く抑制されていることがわかった。 このようなモードは非常に弱い絡み合いである。 一方、人口密度の高いモード(早期の低周波モード)は強い相関性を持つが、詳細な分析によりそれらは弱く絡み合っていることが明らかとなった。 したがって、ブラックホールの完全な蒸発後の回復ユニタリティーは、任意の対のホーキングモード間の強い量子絡み合いを必要としない。 我々の分析は、ブラックホール物理学を超えて応用できるような、与えられた限界を持つランダムで純粋なガウス状態におけるモードモード相関の分布に関する正確な一般表現を与える。

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