論文の概要: Witnessing Quantum Entanglement Using Resonant Inelastic X-ray Scattering
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.05850v1
- Date: Mon, 8 Apr 2024 20:31:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-10 16:37:51.083680
- Title: Witnessing Quantum Entanglement Using Resonant Inelastic X-ray Scattering
- Title（参考訳）: 共鳴非弾性X線散乱による量子絡み合い
- Authors: Tianhao Ren, Yao Shen, Sophia F. R. TenHuisen, Jennifer Sears, Wei He, Mary H. Upton, Diego Casa, Petra Becker, Matteo Mitrano, Mark P. M. Dean, Robert M. Konik,
- Abstract要約: 絡み合いは、量子多体系の理解において中心的な要素であり、量子技術にとって不可欠な資源である。
我々は、非エルミート演算子から量子フィッシャー情報(QFI)を抽出し、共振非弾性X線散乱(RIXS)のための絡み込み証人を定式化する手法を考案した。
エンタングルメントは標準条件下では検出が難しいが、進行するX線偏光を解析したり、運動量やエネルギーの特定の選択によって達成できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.2509613040125878
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Although entanglement is both a central ingredient in our understanding of quantum many-body systems and an essential resource for quantum technologies, we only have a limited ability to quantify entanglement in real quantum materials. Thus far, entanglement metrology in quantum materials has been limited to measurements involving Hermitian operators, such as the detection of spin entanglement using inelastic neutron scattering. Here, we devise a method to extract the quantum Fisher information (QFI) from non-Hermitian operators and formulate an entanglement witness for resonant inelastic x-ray scattering (RIXS). Our approach is then applied to the model iridate dimer system Ba$_3$CeIr$_2$O$_9$ and used to directly test for entanglement of the electronic orbitals between neighboring Ir sites. We find that entanglement is challenging to detect under standard conditions, but that it could be achieved by analyzing the outgoing x-ray polarization or via specific choices of momentum and energy. Our protocol provides a new handle for entanglement detection, which offers routes to related types of entanglement witness (such as orbitally-resolved measurements) and to the generalization to out-of-equilibrium settings accessed in ultrafast settings.
- Abstract（参考訳）: 絡み合いは、量子多体系の理解において中心的な要素であり、量子技術にとって不可欠な資源でもあるが、実際の量子材料における絡み合いを定量化する能力は限られている。
これまでのところ、量子材料の絡み合い距離は、非弾性中性子散乱を用いたスピン絡みの検出など、エルミート作用素を含む測定に限られている。
そこで本研究では,非エルミート作用素から量子フィッシャー情報(QFI)を抽出し,共振非弾性X線散乱(RIXS)のための絡み込み証人を定式化する手法を提案する。
次に, 入射二量体モデルBa$_3$CeIr$_2$O$_9$に適用し, 隣接するIrサイト間の電子軌道の絡み合いを直接試験する。
エンタングルメントは標準条件下では検出が難しいが、進行するX線偏光を解析したり、運動量やエネルギーの特定の選択によって達成できる。
提案プロトコルは, 絡み付き検出のための新しいハンドラを提供し, 関連タイプの絡み付き目撃者(軌道分解測定など)への経路と, 超高速な設定でアクセスされる平衡外設定への一般化を提供する。
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