論文の概要: Correspondence between quasiparticle dissipation and quantum information decay in open quantum systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.08498v1
• Date: Tue, 10 Jun 2025 06:50:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-11 15:11:41.673444
• Title: Correspondence between quasiparticle dissipation and quantum information decay in open quantum systems
• Title（参考訳）: 開量子系における準粒子散逸と量子情報崩壊の対応
• Authors: Zihang Wang, Dirk Bouwmeester,
• Abstract要約: 入浴時のSOIと浴槽の相互作用について検討した。 その結果,SOIバス分離度はアンダーソンモデルにおける準粒子のスペクトル重みに対応していることがわかった。 この研究は、準粒子伝播におけるエネルギー散逸と開量子系における量子情報の損失を結びつけるための方向を与える。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3157031081861668
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Diagrammatic techniques simplify a weakly interacting many-body problem into an effective few-quasiparticle problem within a system of interest (SOI). If scattering events, mediated by a bath, between those quasiparticles can be approximated as density-density interactions, the bath behaves like an effective external potential. On the other hand, exchange interactions could entangle those quasiparticles and the bath, leading to an open quantum system that induces quantum decoherence and spectral broadening. We investigate the renormalized interaction between the SOI and the bath, employing a projection operator technique similar to the one used in the Nakajima-Zwanzig method. We find that the frequency variation of this renormalized interaction is analogous to the quasiparticle residue and provides a measure of the SOI-bath separability that serves as the lower bound of the SOI-bath entanglement entropy. In the weak-coupling regime and continuum limit, we demonstrate that the degree of SOI-bath separability corresponds to the quasiparticle spectral weight in the single-impurity Anderson model and find that the loss of quantum information to the continuum of the bath can be understood as a decay process where an initial single-impurity state escapes to a thermal bath. This work provides a direction for connecting energy dissipation in quasiparticles propagation to the loss of quantum information in open quantum systems.
• Abstract（参考訳）: ダイアグラム的手法は、弱い相互作用する多体問題を興味あるシステム(SOI)内の効果的な数準粒子問題に単純化する。 準粒子間の散乱現象が密度密度相互作用として近似できる場合、浴は効果的な外部電位として振る舞う。 一方、交換相互作用はこれらの準粒子と浴を絡み合わせることができ、量子デコヒーレンスとスペクトル拡大を引き起こすオープン量子系へと繋がる。 中島-Zwanzig法と同様のプロジェクション演算子技術を用いて,SOIと浴室の正常化相互作用について検討した。 この再正規化相互作用の周波数変化は準粒子残基と類似しており、SOIバスのアンタングル化エントロピーの下界として機能するSOIバス分離性の測定値を提供する。 弱結合状態と連続限界において,SOIバス分離度は単一不純物アンダーソンモデルにおける準粒子スペクトル量と一致し,浴の連続体への量子情報の損失は,初期単不純物状態が熱浴に逃避する崩壊過程として理解できることを示した。 この研究は、準粒子伝播におけるエネルギー散逸と開量子系における量子情報の損失を結びつけるための方向を与える。

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