論文の概要: Complex Heat Capacity as a Witness of Spatio-Temporal Entanglement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.15728v1
- Date: Thu, 21 Aug 2025 17:13:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-22 16:26:46.420597
- Title: Complex Heat Capacity as a Witness of Spatio-Temporal Entanglement
- Title（参考訳）: 時空間絡み合いのウィットネスとしての複素熱容量
- Authors: Mia Stamatova, Vlatko Vedral,
- Abstract要約: 本稿では,複素熱容量の虚構成分を用いた時間的量子絡み合いの新たな目撃者を提案する。
複素熱容量と擬密度行列形式との直接対応性を確立することにより,空間的および時間的量子相関のキャラクタリゼーションが可能となる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose a novel witness of temporal quantum entanglement using the imaginary component of the complex heat capacity - a measurable thermodynamic quantity in temperature-modulated calorimetry. By establishing a direct correspondence between complex heat capacity and the pseudo-density matrix formalism, our approach enables the characterisation of both spatial and temporal quantum correlations without demanding additional state-level manipulation beyond initial tomography. We analytically demonstrate this connection for an open quantum system modelled by a qubit coupled to a thermal bath, and show how both pseudo-density matrix negativity and violations of a temporal CHSH inequality emerge as indicators of non-classical temporal correlations. We further identify bounds on the imaginary heat capacity that guarantee temporal entanglement, providing an experimentally accessible criterion at the macroscopic scale. This framework offers a feasible route for probing temporal quantum effects in condensed-matter systems and opens a viable path toward experimental realisation.
- Abstract（参考訳）: 本稿では, 温度変調熱量測定における熱容量, 測定可能な熱力学量という, 複雑な熱容量の想像的成分を用いた時間的量子絡み合いの新たな目撃者を提案する。
複素熱容量と擬密度行列形式との直接対応を確立することにより, 初期トモグラフィ以上の付加的な状態レベルの操作を必要とせず, 空間的および時間的量子相関のキャラクタリゼーションが可能となる。
熱浴に結合した量子ビットでモデル化されたオープン量子系に対するこの関係を解析的に実証し、非古典的時間相関の指標として擬似密度行列の負性および時間的CHSH不等式の不等式の両方が出現することを示す。
さらに、時間的絡み合いを保証し、マクロスケールで実験的にアクセス可能な基準を提供する、想像上の熱容量の限界を同定する。
この枠組みは、凝縮マター系における時間的量子効果を探索するための実現可能な経路を提供し、実験的な実現に向けて実行可能な経路を開く。
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