論文の概要: Quantum entanglement of Hawking-Partner modes in expanding cavities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.00423v1
- Date: Fri, 01 Aug 2025 08:25:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-04 18:08:53.79913
- Title: Quantum entanglement of Hawking-Partner modes in expanding cavities
- Title（参考訳）: 拡張キャビティにおけるホーキングパートナーモードの量子絡み合い
- Authors: José Manuel Montes-Armenteros, Javier Olmedo,
- Abstract要約: 本稿では、1つの境界が所定の加速度を受ける1次元キャビティ内で発生する量子絡みについて検討する。
我々は、サブシステム$A$が与えられたモードであり、サブシステム$B$がシステムの残りの部分であるバイパーティションに対する対数ネガティビティを用いて量子相関を定量化する。
以上の結果から,拡張空洞はスキューズ装置として効果的に機能し,ホーキングパートナーペアは2モード圧縮状態として主に機能することが明らかとなった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: This article investigates quantum entanglement generated within a one-dimensional cavity where one boundary undergoes prescribed acceleration, a setup designed to mimic aspects of Hawking radiation. We quantify quantum correlations using logarithmic negativity for bipartitions where subsystem $A$ is a given mode and subsystem $B$ the rest of the system. For initial pure states, we also consider a given mode and reconstruct its partner using the Hotta-Sch\"utzhold-Unruh formula, obtaining identical results. Besides the initial vacuum state, we also consider one-mode squeezed and two-mode squeezed states, in order to confirm if quantum entanglement can be stimulated. Moreover, we analyze its robustness against initial thermal noise. Our analysis is based on numerical simulations and does not assume any approximation beyond the validity of our numerical algorithms. Our findings reveal that the expanding cavity effectively acts as a squeezing device, with Hawking-partner pairs largely behaving as two-mode squeezed states. A significant conclusion is that, in our setting, purification of Hawking modes is predominantly a low-energy process, with high-energetic particles contributing negligibly to the partner modes. Indeed, in both small and large acceleration regimes of the boundaries, quantum entanglement decreases towards the ultraviolet modes, indicating that higher-energy particles are more challenging to entangle and hence less probable to contribute in the purification process. While the Hotta-Sch\"utzhold-Unruh formula offers notable computational efficiency, partner modes do not commute, due to the non-trivial multimode entanglement structure of the system. Hence, this pairwise description is not suitable for describing the full system.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,1つの境界が所定の加速度を受ける1次元キャビティ内で発生する量子絡みについて検討する。
我々は、サブシステム$A$が与えられたモードであり、サブシステム$B$がシステムの残りの部分に対して対数ネガティビティを用いて量子相関を定量化する。
初期純状態に対しては、与えられたモードも考慮し、Hotta-Sch\"utzhold-Unruh式を用いてパートナーを再構成し、同じ結果を得る。
初期真空状態の他に、量子エンタングルメントを刺激できるかどうかを確認するために、1モードの圧縮状態と2モードの圧縮状態についても検討する。
さらに, 初期熱雑音に対するロバスト性を解析した。
解析は数値シミュレーションに基づいており、数値アルゴリズムの妥当性を超える近似は想定していない。
以上の結果から,拡張空洞はスキューズ装置として効果的に機能し,ホーキングパートナーペアは2モード圧縮状態として主に機能することが明らかとなった。
重要な結論は、我々の設定では、ホーキングモードの浄化は主に低エネルギー過程であり、高エネルギー粒子はパートナーモードに無視的に寄与するということである。
実際、境界の小さいと大きな加速状態において、量子エンタングルメントは紫外線モードに向かって減少し、高エネルギー粒子はより絡み合うことが難しく、従って浄化過程に寄与する可能性が低いことを示す。
Hotta-Sch\"utzhold-Unruh式は計算効率が優れているが、システムの非自明な多重モード絡み構造のため、パートナーモードは通勤しない。
したがって、このペアワイズ記述は完全なシステムを記述するのに適していない。
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