論文の概要: Multiqubit coherence of mixed states near event horizon

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.07476v1
• Date: Mon, 12 May 2025 12:08:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-13 20:21:49.367162
• Title: Multiqubit coherence of mixed states near event horizon
• Title（参考訳）: 事象地平線近傍の混合状態の多ビットコヒーレンス
• Authors: Wen-Mei Li, Jianbo Lu, Shu-Min Wu,
• Abstract要約: シュワルツシルト時空ではフェルミオン場はより強い多重ビットの絡み合いを示し、ボゾン場はより強い多重ビットのコヒーレンスを示す。 我々の研究は、シュワルツシルトの時空が状態、統計、相関関係の間の量子資源のトレードオフをいかに再認識するかを明らかにした。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8311148945110534
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study physically accessible and inaccessible N-qubit coherence of the mixed Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) and W states for bosonic and fermionic fields when any $n$ ($n<N$) qubits hover over the Schwarzschild black hole. We derive a comprehensive analytical expression for the coherence of mixed N-qubit systems, taking into account both accessible and inaccessible components in the curved spacetime background. Notably, as the number of qubits increases in the mixed W state, its coherence becomes more robust against the degrading effects of Hawking radiation, even as entanglement becomes more fragile. Moreover, with increasing Hawking temperature, W-state coherence surpasses that of the GHZ state, while the entanglement of the W state remains consistently weaker than that of the GHZ state. Interestingly, in Schwarzschild spacetime, fermionic fields exhibit stronger multiqubit entanglement, while bosonic fields show greater multiqubit coherence, revealing a fundamental contrast in their behavior under strong gravity. Our study reveals how Schwarzschild spacetime reshapes quantum resource trade-offs across states, statistics, and correlations, guiding relativistic quantum information tasks.
• Abstract（参考訳）: 我々は、シュワルツシルトブラックホール上にn$$(n<N$)の量子ビットがあるとき、ボゾン場とフェルミオン場に対するグリーンベルガー・ホーネ・ザイリンガー(GHZ)とW状態の物理的にアクセス可能で到達不能なN-量子コヒーレンスについて研究する。 我々は、曲線付き時空背景におけるアクセス不能成分とアクセス不能成分の両方を考慮して、混合Nビット系のコヒーレンスに関する包括的解析式を導出した。 特に、混合W状態の量子ビット数が増加するにつれて、絡み合いがより脆弱になるにもかかわらず、そのコヒーレンスはホーキング放射の劣化効果に対してより堅牢になる。 さらに、ホーキング温度が上昇すると、W状態のコヒーレンスはGHZ状態を超えるが、W状態の絡み合いはGHZ状態よりも一貫して弱い。 興味深いことに、シュワルツシルト時空ではフェルミオン場はより強いマルチビットの絡み合いを示し、ボゾン場はより大きいマルチビットのコヒーレンスを示し、強重力下でのそれらの振る舞いに基本的なコントラストを示す。 我々の研究は、シュワルツシルトの時空が、状態、統計、相関関係の間の量子資源のトレードオフをいかに軽減し、相対論的量子情報タスクを導くかを明らかにした。

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