論文の概要: Entanglement Generation via Hamiltonian Dynamics Having Limited Resources

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.17896v1
• Date: Sat, 22 Nov 2025 02:58:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-25 18:34:24.502494
• Title: Entanglement Generation via Hamiltonian Dynamics Having Limited Resources
• Title（参考訳）: 限られた資源を持つハミルトニアンダイナミクスによる絡み合い生成
• Authors: Moein Naseri,
• Abstract要約: 両部ハミルトニアン力学の下での絡み合い生成の基本的な限界について検討する。 我々は、ハミルトニアンの平均エネルギーのみに基づく制約は、絡み合い生成速度を束縛するには不十分であることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We investigate the fundamental limits of entanglement generation under bipartite Hamiltonian dynamics when only finite physical resources-specifically, bounded energy variance-are available. Using the relative entropy of entanglement, we derive a closed analytical expression for the instantaneous entanglement generation rate for arbitrary pure states and Hamiltonians expressed in the Schmidt basis. We find that constraints based solely on the mean energy of the Hamiltonian are insufficient to bound the entanglement generation rate, whereas imposing a variance constraint ensures a finite and well-defined maximum. We fully characterize the Hamiltonians that achieve this optimal rate, establishing a direct relation between their imaginary components in the Schmidt basis and the structure of the optimal initial states. For systems without ancillas, we obtain a closed-form expression for the maximal rate in terms of the surprisal variance of the Schmidt coefficients and identify the family of optimal states and Hamiltonians. We further extend our analysis to scenarios where Alice and Bob may employ local ancillary systems: using a matrix-analytic framework and a refined description of the Hamiltonians allowed by the physical constraints, we derive an explicit optimization formula and characterize the attainable enhancement in entanglement generation.
• Abstract（参考訳）: 有限の物理的資源(具体的には有界エネルギー分散)しか利用できない場合、二部構造ハミルトン力学の下での絡み合い生成の基本的な限界について検討する。 エンタングルメントの相対エントロピーを用いて、任意の純状態とシュミット基底で表されるハミルトン状態に対する瞬時エンタングルメント生成率の閉解析式を導出する。 我々は、ハミルトニアンの平均エネルギーのみに基づく制約が絡み合い生成率を束縛するには不十分であるのに対して、分散制約を課すことは有限かつよく定義された最大値を保証する。 我々は、この最適率を達成するハミルトニアンを完全に特徴づけ、シュミット基底における虚構成分と最適初期状態の構造との間の直接的な関係を確立する。 アンシラを持たない系に対しては、シュミット係数の次変分の観点から最大速度の閉形式式を求め、最適な状態とハミルトンの族を同定する。 さらに、Alice と Bob は、行列解析フレームワークと、物理的制約によって許されるハミルトニアンの洗練された記述を用いて、明示的な最適化公式を導出し、絡み合い生成の達成可能な拡張を特徴づける。

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