論文の概要: Quantum Teleportation in Non-equilibrium Environments and Fixed-point Fidelity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.05743v1
• Date: Fri, 09 May 2025 02:55:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-12 20:40:10.132426
• Title: Quantum Teleportation in Non-equilibrium Environments and Fixed-point Fidelity
• Title（参考訳）: 非平衡環境における量子テレポーテーションと固定点忠実度
• Authors: Xiaokun Yan, Zhihai Wang, Kun Zhang, Jin Wang,
• Abstract要約: 温度や化学ポテンシャルの異なる非平衡環境における量子テレポーテーションについて検討する。 固定点の忠実度をテレポーテーションと呼ぶが、特に固定点の忠実度は2つの歪んだ量子ビットと非平衡環境を組み合わせることで向上することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.766457833555638
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum teleportation, a fundamental protocol in quantum information science, enables the transfer of quantum states through entangled particle pairs and classical communication channels. While ideal quantum teleportation requires maximally entangled states as resources, real-world implementations inevitably face environmental noise and decoherence effects. In this work, we investigate quantum teleportation in non-equilibrium environments with different temperatures or chemical potentials. We apply the Bloch-Redfield equation to characterize the non-equilibrium dynamics. In both bosonic and fermionic setups, the fidelity can be enhanced beyond the equilibrium values. Under specific non-equilibrium conditions, the fidelities of all input states are identical. We call it teleportation with a fixed-point fidelity. Notably, at the fixed-point, fidelity can also be enhanced by combining the two detuned qubits and non-equilibrium environments. These findings provide important guidance for implementing quantum communication protocols in realistic environments, while the fixed-point mechanism offers a promising pathway toward simplifying practical quantum teleportation schemes.
• Abstract（参考訳）: 量子情報科学の基本的なプロトコルである量子テレポーテーションは、絡み合った粒子対と古典的な通信チャネルを介して量子状態の転送を可能にする。 理想的な量子テレポーテーションは資源として最大の絡み合った状態を必要とするが、実世界の実装は必然的に環境ノイズやデコヒーレンス効果に直面している。 本研究では, 温度や化学ポテンシャルの異なる非平衡環境における量子テレポーテーションについて検討する。 非平衡力学を特徴づけるためにブロッホ・レッドフィールド方程式を適用する。 ボゾン系およびフェルミオン系では、平衡値を超える忠実度を高めることができる。 特定の非平衡条件下では、全ての入力状態の忠実度は同一である。 これを固定点忠実度でテレポーテーションと呼ぶ。 特に、固定点において、不規則な2つの量子ビットと非平衡環境を組み合わせることで、忠実性を高めることができる。 これらの知見は、現実的な環境で量子通信プロトコルを実装するための重要なガイダンスを提供する一方で、固定点機構は実用的な量子テレポーテーションスキームを単純化するための有望な経路を提供する。

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