論文の概要: Second Law of Entanglement Manipulation with Entanglement Battery

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.10599v2
• Date: Tue, 20 May 2025 09:56:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-21 14:49:51.051147
• Title: Second Law of Entanglement Manipulation with Entanglement Battery
• Title（参考訳）: アンタングルバッテリを用いた第2法則
• Authors: Ray Ganardi, Tulja Varun Kondra, Nelly H. Y. Ng, Alexander Streltsov,
• Abstract要約: 量子情報科学の始まり以来の中心的な疑問は、2つの遠い当事者が1つの絡み合った状態を別の状態に変換する方法である。 そのような変換は、古典的熱力学におけるカルノーサイクルの可逆性を反映して、レジームで可逆的に実行できると推測されている。 任意の混合状態絡み合い変換を局所演算と古典的可逆通信の下で行うことができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.94295877935867
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A central question since the beginning of quantum information science is how two distant parties can convert one entangled state into another. It has been conjectured that such conversions could be executed reversibly in an asymptotic regime, mirroring the reversible nature of Carnot cycles in classical thermodynamics. While a conclusive proof of this conjecture has been missing so far, earlier studies have excluded reversible entanglement manipulation in various settings. In this work, we show that arbitrary mixed state entanglement transformations can be made reversible under local operations and classical communication, when assisted by an entanglement battery--an auxiliary quantum system that stores and supplies entanglement in a way that ensures no net entanglement is lost. In particular, the rate of transformation in the asymptotic limit can be quantitatively expressed as a ratio of entanglement present within the quantum states involved. Our setting allows to consider different entanglement quantifiers which give rise to unique principles governing state transformations, effectively constituting diverse manifestations of a ``second law'' of entanglement manipulation. These findings resolve a long-standing open question on the reversible manipulation of entangled states and are also applicable to multipartite entanglement and other quantum resource theories, including quantum thermodynamics.
• Abstract（参考訳）: 量子情報科学の始まり以来の中心的な疑問は、2つの遠い当事者が1つの絡み合った状態を別の状態に変換する方法である。 このような変換は漸近的な状態において可逆的に実行され、古典的熱力学におけるカルノー環の可逆性を反映していると推測されている。 これまでのところ、この予想の確定的な証明は失われているが、以前の研究では様々な環境での可逆的絡み合いの操作を除外していた。 本研究では, 任意の混合状態の絡み合い変換を局所的な操作や古典的な通信において, 絡み合いバッテリを補助する補助量子システムにおいて, 絡み合いをなくすことなく, 絡み合いを保存し, 供給する際の可逆性を示す。 特に、漸近極限における変換の速度は、関連する量子状態内の絡み合いの比として定量的に表すことができる。 我々の設定では、異なる絡み合い量化器を考慮し、状態変換を規定するユニークな原則を生み出し、効果的に絡み合い操作の「第二の法則」の多様な表象を構成することができる。 これらの知見は、絡み合った状態の可逆的な操作に関する長年にわたるオープンな疑問を解決し、また、量子熱力学を含む、多粒子の絡み合いや他の量子資源理論にも適用することができる。

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