論文の概要: Navigating entanglement via Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida exchange: Snake, bouncing, boundary-residing, pulse, and damping-stabilized time-frozen trajectories

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.16751v1
• Date: Sat, 20 Sep 2025 17:23:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-23 18:58:15.958455
• Title: Navigating entanglement via Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida exchange: Snake, bouncing, boundary-residing, pulse, and damping-stabilized time-frozen trajectories
• Title（参考訳）: Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida交換を用いた航法的絡み合い:スネーク、バウンシング、境界緩和、パルス、減衰安定化時氷軌道
• Authors: Son-Hsien Chen, Seng Ghee Tan, Ching-Ray Chang,
• Abstract要約: 絡み合いのダイナミクスは量子技術の基本であるが、時間的プロファイル(軌道)をナビゲートすることは依然として困難である。 我々は、RKKY交換に基づくスケーラブルな固体プラットフォームを提案し、2つのスピン量子ビットが中心スピンquditに結合する。 我々は、まず、絡み合いと絡み合いの境界付近の絡み合い軌跡に特に焦点をあて、この境界までの距離は収束によって定量化される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Entanglement dynamics are fundamental to quantum technologies, yet navigating their temporal profiles (trajectories) remains challenging. Here, we propose a scalable solid-state platform based on RKKY exchange, where two spin qubits couple to a central spin qudit that oscillatorily spin-polarizes the surrounding conduction electrons. We introduce the exchange-time integral (ETI), which maps the spatial motion of the qubits to a time-dependent exchange interaction and serves as an effective "trajectory clock" governing the system evolution. We focus specifically on entanglement trajectories initially near the entanglement-unentanglement boundary, with the distance to this boundary quantified by concurrence extended to include negative values. By alternating the sign changes of the exchange, implemented through vibrational motion of qubits, the ETI enables programmable entanglement trajectories. For in-phase and antiphase vibrations, including scenarios with controlled stopping at the RKKY exchange-free nodes, we identify distinctive trajectories: snake (repeatedly crossing the boundary), bouncing (immediately reversing upon reaching the boundary), boundary-residing (remaining at the transition point), and pulse (controllable entanglement intervals). The vibration phase creates asymmetric shifts to the trajectories. The proposed device offers built-in error correction against dephasing by utilizing both ferromagnetic and antiferromagnetic regimes. Out-of-phase vibrations drive trajectories away from the boundary, accessing larger entanglement values but with irregular/unsteady final states. To stabilize these trajectories, we introduce a damping mechanism. Our framework offers a systematic method for navigating and engineering entanglement dynamics in quantum systems, with potential applications in quantum computation, cryptography, and metrology.
• Abstract（参考訳）: 絡み合いのダイナミクスは量子技術の基本であるが、時間的プロファイル(軌道)をナビゲートすることは依然として困難である。 ここでは、RKKY交換に基づくスケーラブルな固体プラットフォームを提案し、2つのスピン量子ビットが周囲の伝導電子を振動的にスピン分極する中心スピンキューディットに結合する。 本稿では, 量子ビットの空間運動を時間依存性の交換相互作用にマッピングし, システム進化を管理する効果的な「軌道時計」として機能する交換時間積分(ETI)を紹介する。 我々は、まず、絡み合いと絡み合いの境界付近の絡み合い軌跡に特に焦点をあて、この境界までの距離は、負の値を含むように拡張された収束によって定量化される。 量子ビットの振動運動によって実装された交換器の符号変化を交互に行うことで、ETIはプログラム可能な絡み合い軌道を可能にする。 RKKY交換自由ノードで制御された停止を含む相内・反位相振動では、ヘビ(境界線を何度も横断する)、バウンディング(境界線にたどり着くとすぐに反転する)、境界保持(遷移点に残留する)、パルス(制御可能な絡み合い間隔)という特徴的な軌道を同定する。 振動相は軌道に非対称なシフトを生じる。 提案装置は強磁性と反強磁性の両方を利用してデフォーカスに対する誤り訂正を行う。 相外振動は軌道を境界から遠ざけ、より大きな絡み合い値にアクセスするが、不規則かつ非定常な最終状態を持つ。 これらの軌道を安定させるために,減衰機構を導入する。 本フレームワークは,量子システムにおけるエンタングルメントダイナミクスのナビゲートとエンジニアリングのための体系的手法を提供し,量子計算,暗号,気象学への応用の可能性について検討する。

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