論文の概要: Quantum Fisher Information in Curved Spacetime: Dirac Particles in Noisy Channels around a Schwarzschild Black Hole
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.17901v1
- Date: Wed, 23 Jul 2025 20:01:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-25 15:10:42.52383
- Title: Quantum Fisher Information in Curved Spacetime: Dirac Particles in Noisy Channels around a Schwarzschild Black Hole
- Title（参考訳）: 曲がりくねった時空における量子漁業情報:シュワルツシルトブラックホール周辺のノイズチャネルにおけるディラック粒子
- Authors: Cookey Iyen, Muhammad Sanusi Liman, Benedict O. Ayomanor, Emem-obong Solomon James, Yame Mwanzang Philemon, Babatunde James Falaye,
- Abstract要約: 本研究では,3ビット交絡ディラックシステムにおける絡み合いとパラメータ推定のための診断ツールとして,QFI(Quantum Fisher Information)の挙動について検討する。
結果は、湾曲した時空における環境騒音、相対論的効果、量子エラーレジリエンスの間の複雑な相互作用を強調した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum information processing promises significant advantages over classical methods but remains vulnerable to decoherence induced by environmental interactions and spacetime effects. This work investigates the behavior of Quantum Fisher Information (QFI) as a diagnostic tool for entanglement and parameter estimation in a three-qubit entangled Dirac system subjected to dissipative noisy channels in the curved spacetime of a Schwarzschild black hole. In particular, we examine the influence of the squeezed generalized amplitude damping (SGAD) channel, along with its subchannels -- generalized amplitude damping (GAD) and amplitude damping (AD) -- on the QFI with respect to entanglement weight ($\theta$) and phase ($\phi$) parameters. Our results show that under strong squeezing ($r = 1$), the QFI with respect to $\theta$ becomes completely resistant to variations in the Hawking temperature ($T_H$), while still exhibiting degradation with increasing channel temperature ($T_C$). The QFI decay is significantly slower at $r = 1$ compared to $r = 0$, suggesting that squeezing can function as an error mitigation strategy. For QFI with respect to $\phi$, a transient spike is observed at $T_C = 2$, potentially due to thermal resonance or non-monotonic decoherence, and this behavior is unaffected by $T_H$. Similar patterns are noted in the GAD and AD channels, where $T_C$ consistently dominates as the principal source of decoherence. Overall, the results highlight the intricate interplay between environmental noise, relativistic effects, and quantum error resilience in curved spacetime.
- Abstract（参考訳）: 量子情報処理は古典的手法よりも大きな利点を約束するが、環境相互作用や時空の影響によって引き起こされるデコヒーレンスに弱いままである。
本研究は、シュワルツシルトブラックホールの湾曲時空における散逸性ノイズチャネルを受ける3量子エンタングルド・ディラック系のエンタングルメントとパラメータ推定のための診断ツールとしての量子フィッシャー情報(QFI)の挙動について検討する。
特に, 圧縮一般化振幅減衰(SGAD)チャネルとそのサブチャネルである一般振幅減衰(GAD)および振幅減衰(AD)が, 絡み合い重量(\theta$)および位相(\phi$)パラメータに対するQFIに与える影響について検討した。
以上の結果から,強いスクイーズ (r = 1$) の下では, ホーキング温度 (T_H$) の変動に対してQFIが完全に耐性を示す一方で, チャネル温度 (T_C$) の上昇とともに劣化を示すことが明らかとなった。
QFI崩壊は$r = 1$で、$r = 0$ではかなり遅く、スクイーズングがエラー軽減戦略として機能することを示唆している。
QFI の$\phi$ については、熱共鳴や非単調なデコヒーレンスにより、T_C = 2$ の過渡スパイクが観測され、この挙動は$T_H$ の影響を受けない。
同様のパターンは、GADおよびADチャネルで指摘されており、$T_C$がデコヒーレンスの主源として一貫して支配されている。
全体として、この結果は、曲面時空における環境ノイズ、相対論的効果、量子エラーレジリエンスの間の複雑な相互作用を強調している。
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