論文の概要: A Mixed-Order Phase Transition in Continuous-Variable Quantum Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.16417v1
• Date: Tue, 22 Jul 2025 10:09:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-23 21:34:14.062609
• Title: A Mixed-Order Phase Transition in Continuous-Variable Quantum Networks
• Title（参考訳）: 連続可変量子ネットワークにおける混合次相転移
• Authors: Yaqi Zhao, Kan He, Yongtao Zhang, Jinchuan Hou, Jianxi Gao, Shlomo Havlin, Xiangyi Meng,
• Abstract要約: 量子ネットワーク(QN)は、主に離散可変(DV)アーキテクチャによって駆動されている。 エンタングルメント・パーコレーションの新形式-ネガティビティ・パーコレーション理論(NegPT)を提案する。 我々は,NegPTは,大域的絡み合いの急激な変化とノード間の長距離相関によって同時に,混合次相転移を示すことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3946421495394776
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum networks (QNs) have been predominantly driven by discrete-variable (DV) architectures. Yet, many optical platforms naturally generate Gaussian states--the common states of continuous-variable (CV) systems, making CV-based QNs an attractive route toward scalable, chip-integrated quantum computation and communication. To bridge the conceptual gap between well-studied DV entanglement percolation theories and their CV counterpart, we introduce a Gaussian-to-Gaussian entanglement distribution scheme that deterministically transports two-mode squeezed vacuum states across large CV networks. Analysis of the scheme's collective behavior using statistical-physics methods reveals a new form of entanglement percolation--negativity percolation theory (NegPT)--characterized by a bounded entanglement measure called the ratio negativity. We discover that NegPT exhibits a mixed-order phase transition, marked simultaneously by both an abrupt change in global entanglement and a long-range correlation between nodes. This distinctive behavior places CV-based QNs in a new universality class, fundamentally distinct from DV systems. Additionally, the abruptness of this transition introduces a critical vulnerability of CV-based QNs: conventional feedback mechanism becomes inherently unstable near the threshold, highlighting practical implications for stabilizing large-scale CV-based QNs. Our results not only unify statistical models for CV-based entanglement distribution but also uncover previously unexplored critical phenomena unique to CV systems, providing valuable insights and guidelines essential for developing robust, feedback-stabilized QNs.
• Abstract（参考訳）: 量子ネットワーク(QN)は、主に離散可変(DV)アーキテクチャによって駆動されている。 しかし、多くの光学プラットフォームが自然にガウス状態(連続可変(CV)システムの共通状態)を生成しており、CVベースのQNはスケーラブルでチップ統合された量子計算と通信への魅力的な経路となっている。 良く研究されたDVエンタングルメントパーコレーション理論とCVの相違点を橋渡しするために,ガウス-ガウス-ガウスのエンタングルメント分布スキームを導入する。 統計物理学的手法によるスキームの集団的挙動の解析により、エンタングルメント・パーコレーション-ネガティビティ・パーコレーション理論(NegPT)の新たな形態が明らかとなり、比ネガティビティと呼ばれる有界エンタングルメント測度によって特徴づけられる。 我々はNegPTが大域的絡み合いの急激な変化とノード間の長距離相関によって同時に特徴付けられる混合次相転移を示すことを発見した。 この特異な振る舞いは、CVベースのQNをDVシステムと根本的に異なる新しい普遍性クラスに配置する。 従来のフィードバック機構は、しきい値付近で本質的に不安定になり、大規模CVベースのQNを安定化させる実践的意味が強調される。 本研究は,CVを用いた絡み合い分布の統計モデルを統一するだけでなく,従来未発見であったCVシステム特有の臨界現象を解明し,堅牢でフィードバック安定化されたQNの開発に不可欠な知見とガイドラインを提供する。

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