論文の概要: Entanglement and private information in many-body thermal states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.13218v1
• Date: Tue, 18 Feb 2025 19:00:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-20 13:59:04.665848
• Title: Entanglement and private information in many-body thermal states
• Title（参考訳）: 多体熱状態における絡み合いとプライベート情報
• Authors: Samuel J. Garratt, Max McGinley,
• Abstract要約: 我々は多体混合状態における絡み合いが相関関数にどのように反映されるかを示す。 システム内の絡み合いが秘密鍵を蒸留するための資源として利用できるかどうかを問う。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Using concepts from quantum cryptography, we show how entanglement in many-body mixed states is reflected in standard correlation functions. Focusing on systems in thermal equilibrium with an environment, we ask whether the entanglement in the system can be used as a resource for distilling private keys -- random classical bits that are shared by spatially separated observers but hidden from an eavesdropper having access to the environment. Since private keys cannot be generated using separable states, we can infer the presence of entanglement from the success of such protocols. We derive a simple relation between the information accessible to the eavesdropper and the linear response of the system. This relation allows us to determine which spatial correlations can be used to detect entanglement across wide varieties of physical systems, and provides a new experimental probe of entanglement. We also show that strong symmetries of a density matrix imply the existence of correlations that are always hidden from the environment. This result implies that, although grand canonical ensembles are separable above a finite temperature, canonical ensembles are generically entangled at all finite temperatures.
• Abstract（参考訳）: 量子暗号の概念を用いて、多体混合状態における絡み合いが標準相関関数にどのように反映されるかを示す。 環境と熱平衡の系に着目して,空間的に分離された観測者が共有するランダムな古典的ビットを,環境にアクセス可能な盗聴器から隠蔽する,秘密鍵を蒸留するための資源として,システム内の絡み合いを使用できるかどうかを問う。 秘密鍵は分離可能な状態では生成できないため、そのようなプロトコルの成功から絡み合いの存在を推測することができる。 本研究では,eavesdropperにアクセスできる情報とシステムの線形応答との単純な関係を導出する。 この関係により,様々な物理系にまたがる絡みの検知に空間的相関が用いられるかが決定され,新しい絡みの実験的プローブが提供される。 また、密度行列の強い対称性は、常に環境から隠されている相関の存在を示唆していることを示す。 この結果は、大カノニカルアンサンブルは有限温度以上で分離可能であるが、全有限温度で一般に絡み合っていることを示唆している。

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