論文の概要: Entanglement and particle production from cosmological perturbations: a quantum optical simulation approach

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.04249v1
• Date: Wed, 06 Aug 2025 09:30:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-07 20:09:22.655878
• Title: Entanglement and particle production from cosmological perturbations: a quantum optical simulation approach
• Title（参考訳）: 宇宙論的摂動からの絡み合いと粒子生成-量子光学シミュレーションアプローチ
• Authors: Pramod Kamal Kharel, Mausam Ghimire, Ashish Khanal, Samyam Pudasaini, Nabaraj Khatri, Sayujya Bhandari, Divash Rai, Kiran Adhikari, Rajeev Singh,
• Abstract要約: 本研究では,ガウス形式とシンプレクティック回路表現に基づく計算フレームワークを開発し,インフレーション時の宇宙的摂動を探索する。 我々は、幅広い宇宙背景におけるフォン・ノイマンエントロピーと対数的負の挙動をシミュレートする。 さらに, 熱雑音の役割について検討し, フォン・ノイマンエントロピーと対数的負性度がその存在によってどのように影響を受けるかを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this work, we develop a computational framework based on the Gaussian formalism and symplectic circuit representation to explore cosmological perturbations during inflation. These tools offer an efficient means to study entanglement generation and particle production, particularly when analytical methods become insufficient and numerical simulations are essential. By evolving an initial Bunch-Davies vacuum through a two-mode squeezer, we simulate the behavior of the von Neumann entropy and logarithmic negativity across a wide range of cosmological backgrounds, each characterized by a distinct equation of state. The von Neumann entropy obtained via QuGIT simulations is compared with analytic R\'enyi entropy bounds, thereby validating the accuracy of our circuit implementation of the cosmological squeezing Hamiltonian in both accelerating and decelerating scenarios. We further investigate the role of thermal noise and demonstrate how the von Neumann entropy and logarithmic negativity are affected by its presence.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,ガウス形式とシンプレクティック回路表現に基づく計算フレームワークを開発し,インフレーション中の宇宙的摂動を探索する。 これらのツールは、特に解析方法が不十分になり、数値シミュレーションが不可欠である場合に、絡み合いの発生と粒子生成を研究する効率的な手段を提供する。 初期バンチ・ダヴィエ真空を2モードの圧縮器を通して進化させることにより、異なる状態方程式によって特徴づけられる幅広い宇宙背景におけるフォン・ノイマンエントロピーと対数的負の挙動をシミュレートする。 QuGITシミュレーションを用いて得られたフォン・ノイマンエントロピーを解析的R'enyiエントロピー境界と比較し、加速シナリオと減速シナリオの両方において、ハミルトニアンの軌道実装の精度を検証した。 さらに, 熱雑音の役割について検討し, フォン・ノイマンエントロピーと対数的負性度がその存在によってどのように影響を受けるかを示す。

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