論文の概要: Geometric Entanglement Entropy on Projective Hilbert Space
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.21186v1
- Date: Wed, 26 Nov 2025 09:03:20 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-27 18:37:59.028941
- Title: Geometric Entanglement Entropy on Projective Hilbert Space
- Title(参考訳): 射影ヒルベルト空間上の幾何学的絡み合いエントロピー
- Authors: Loris Di Cairano,
- Abstract要約: 純粋な二分項状態の絡み合いは、状態ごとに最もよく定量化される。
これは与えられた状態の絡み合いの正確な局所的特徴を与える。
本研究では,これらの疑問が自然になる幾何学的枠組みを開発する。
- 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 for pure bipartite states is most commonly quantified in a state-by-state manner to each pure state of a bipartite system a scalar quantity, such as the von Neumann entropy of a reduced density matrix. This provides a precise local characterization of how entangled a given state is. At the same time, this local description naturally invites a set of complementary, more global questions about the structure of the space of pure states: How abundant are the states with a given amount of entanglement within the full state space? Do the manifolds of constant entanglement exhibit distinct geometric regimes? These questions shift the focus from assigning an entanglement value to a single state to understanding the global organization and geometry of entanglement across the entire manifold of pure states. In this work, we develop a geometric framework in which these questions become natural. We regard the projective Hilbert space of pure states, endowed with the Fubini-Study metric, as a Riemannian manifold and promote bipartite entanglement to a macroscopic functional on this manifold. Its level sets stratify the space of pure states into hypersurfaces of constant entanglement, and we define a geometric entanglement entropy as the log-volume of these hypersurfaces, weighted by the Fubini-Study gradient of entanglement. This quantity plays the role of a microcanonical entropy in entanglement space: it measures the degeneracy of a given entanglement value in the natural quantum geometry. The framework is illustrated first in the simplest case of a single spin-1/2 and then for bipartite entanglement of spin systems, including a two-qubit example where explicit calculations can be carried out, along with a sketch of the extension to spin chains.
- Abstract(参考訳): 純粋なバイパルタイト状態のエンタングルメントは、還元密度行列のフォン・ノイマンエントロピーのようなスカラー量を持つバイパルタイト系の各純状態に対して、状態ごとの方法で最もよく定量化される。
これは与えられた状態の絡み合いの正確な局所的特徴を与える。
同時に、この局所的な記述は、純粋状態空間の構造に関する、補完的でよりグローバルな一連の質問を自然に招待する。
定数エンタングルメントの多様体は、異なる幾何学的レジームを示すか?
これらの疑問は、絡み合いの値を1つの状態に割り当てることから、純状態の多様体全体にわたる絡み合いのグローバルな構造と幾何学を理解することへと焦点を移す。
本研究では,これらの疑問が自然になる幾何学的枠組みを開発する。
純粋状態の射影ヒルベルト空間は、フビニ・スタディ計量(英語版)(Fubini-Study metric)で与えられるリーマン多様体とみなし、この多様体上のマクロ汎函数への二部函数の絡み合いを促進する。
その準位集合は、純状態の空間を一定の絡み合いの超曲面に成層化し、幾何学的絡み合いエントロピーをこれらの超曲面の対数体積として定義する。
この量は、エンタングルメント空間におけるミクロカノニカルエントロピー (microcanonical entropy) の役割を担い、自然量子幾何学において与えられたエンタングルメント値の縮退度を測定する。
このフレームワークは、まず1つのスピン1/2の最も単純なケースで説明され、次にスピン系の二部交絡(英語版)(bipartite entanglement)のために、スピン鎖への拡張のスケッチとともに、明示的な計算を行うことができる2量子ビットの例を含む。
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