論文の概要: Atom-Field-Medium Interactions III: Quantum Field-mediated Entanglement between Two Atoms near a Conducting Surface
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.20213v1
- Date: Sun, 27 Jul 2025 10:39:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-29 16:23:57.269494
- Title: Atom-Field-Medium Interactions III: Quantum Field-mediated Entanglement between Two Atoms near a Conducting Surface
- Title（参考訳）: Atom-Field-Medium相互作用 III: 導電性表面近傍の2つの原子間の量子場による絡み合い
- Authors: Jen-Tsung Hsiang, Bei-Lok Hu,
- Abstract要約: このシリーズの第3の論文は、デコヒーレンスや絡み合いといった量子情報に関連する基本的な問題に焦点を当てている。
我々は,2つの原子間の絡み合いと,その間と導電面との間の距離の違いを考察する。
我々は、原子と磁場のカップリングから原子間のカップリングまで、どのように異なる要因が生じるかを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This third paper in this series continues the investigation of atom-field interactions in the presence of a conductor or a dielectric medium, focusing on quantum information related basic issues such as decoherence and entanglement. Here we consider the entanglement between two atoms with internal degrees of freedom modeled by a harmonic oscillator, with varying separations between them and varying distances between them and a conducting surface. These are configurations familiar in the Casimir-Polder effect, but the behavior of atom-surface entanglement is quite different from the well-studied behavior of field-induced forces. For one, while the attractive force between an atom and a conducting surface increases as they come closer, the entanglement between the atom and the quantum field actually decreases as the atom gets closer to the conductor, as shown in \cite{Rong,AFD2}. We show how different factors play out, ranging from the coupling between the atoms and the field to the coupling between the atoms, going beyond the weak coupling restrictions often found necessary in the literature. Gathering our results for the entanglement dependence on each variable concerned, we can provide a spatial topography of quantum entanglement, thus enabling a visualized understanding of the behavior of quantum field-mediated entanglement. In particular we can quantify the definition of a three-dimensional \textit{entanglement domain} between the two atoms, how it varies with their coupling, their separation and their distances from the conducting surface, and for practical applications, how to exercise effective control of the entanglement between two atoms by changing these parameters. Our findings are expected to be useful for studies of atom-field-medium interactions in vacuum and surface physics.
- Abstract（参考訳）: このシリーズの第3の論文は、導体や誘電体媒体の存在下での原子-磁場相互作用の研究を継続し、デコヒーレンスや絡み合いといった量子情報に関連する基本的な問題に焦点を当てている。
ここでは、調和振動子によってモデル化された内部自由度を持つ2つの原子間の絡み合いについて考察する。
これらはカシミール・ポルダー効果に精通した構成であるが、原子-表面の絡み合いの挙動は、場誘起力のよく研究された挙動とは全く異なる。
例えば、原子と導体表面の間の誘引力は、原子が近づくにつれて増加するが、原子と量子場の絡み合いは実際に減少し、原子が導体に近づくと、例えば \cite{Rong,AFD2} に示すように減少する。
我々は、原子と磁場のカップリングから原子間のカップリングまで、文献でしばしば必要とされる弱いカップリングの制限を超えて、どのように異なる要因が生じるかを示す。
それぞれの変数の絡み合いに依存する結果を得ることにより、量子的絡み合いの空間的トポグラフィーを提供することで、量子場を媒介とする絡み合いの挙動を可視化することができる。
特に、2つの原子間での3次元の \textit{entanglement domain} の定義の定量化、それらの結合、それらの分離と導電面からの距離の変化、そして実際、これらのパラメータを変化させて2つの原子間の絡み合いを効果的に制御する方法の実践的応用が可能である。
本研究は真空・表面物理学における原子-金属相互作用の研究に有用であることが期待される。
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