論文の概要: Generating Entangled Steady States in Multistable Open Quantum Systems via Initial State Control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.07628v1
- Date: Wed, 08 Oct 2025 23:49:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-10 17:54:14.781722
- Title: Generating Entangled Steady States in Multistable Open Quantum Systems via Initial State Control
- Title(参考訳): 初期状態制御による多安定開量子系における絡み合った定常状態の生成
- Authors: Diego Fallas Padilla, Raphael Kaubruegger, Adrianna Gillman, Stephen Becker, Ana Maria Rey,
- Abstract要約: 絡み合いは量子技術の力を支えるが、脆弱で通常は散逸によって破壊される。
我々は,バランスの取れた集団崩壊によるスピンアンサンブルにおいて,メロジカルに有用な定常状態を生成するスキームを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.066079080612853
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Entanglement underpins the power of quantum technologies, yet it is fragile and typically destroyed by dissipation. Paradoxically, the same dissipation, when carefully engineered, can drive a system toward robust entangled steady states. However, this engineering task is nontrivial, as dissipative many-body systems are complex, particularly when they support multiple steady states. Here, we derive analytic expressions that predict how the steady state of a system evolving under a Lindblad equation depends on the initial state, without requiring integration of the dynamics. These results extend the frameworks developed in Refs. [Phys. Rev. A 89, 022118 (2014) and Phys. Rev. X 6, 041031 (2016)], showing that while the steady-state manifold is determined by the Liouvillian kernel, the weights within it depend on both the Liouvillian and the initial state. We identify a special class of Liouvillians for which the steady state depends only on the initial overlap with the kernel. Our framework provides analytical insight and a computationally efficient tool for predicting steady states in open quantum systems. As an application, we propose schemes to generate metrologically useful entangled steady states in spin ensembles via balanced collective decay.
- Abstract(参考訳): 絡み合いは量子技術の力を支えるが、脆弱で通常は散逸によって破壊される。
パラドックス的には、同じ散逸を慎重に設計すると、システムは頑丈な絡み合った定常状態へと向かわせることができる。
しかし、この工学的なタスクは、散逸的な多体系が複雑であるため、特に複数の定常状態をサポートする場合、簡単ではない。
ここでは、リンドブラッド方程式の下で進化する系の定常状態が、力学の積分を必要とせず、初期状態に依存するかを予測する解析式を導出する。
これらの結果はRefsで開発されたフレームワークを拡張します。
[Phys. Rev. A 89, 022118 (2014) および Phys. X 6, 041031 (2016)] は、定常多様体はリウヴィリア核によって決定されるが、その内部の重みはリウヴィリアと初期状態の両方に依存することを示している。
定常状態がカーネルとの最初の重なりにのみ依存する特殊クラスを同定する。
我々のフレームワークは、オープン量子系における定常状態を予測するための分析的洞察と計算学的に効率的なツールを提供する。
応用として,バランスの取れた集団崩壊によるスピンアンサンブルにおいて,メロジカルに有用な定常状態を生成する手法を提案する。
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