論文の概要: Operational entanglement of collective quantum modes at room temperature
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.22532v1
- Date: Sat, 27 Dec 2025 09:27:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-30 22:37:30.100379
- Title: Operational entanglement of collective quantum modes at room temperature
- Title（参考訳）: 室温における集合量子モードの操作的絡み合い
- Authors: Shalender Singh, Santosh Kumar,
- Abstract要約: 集合量子モードの絡み合いは、微視的な熱平衡ではなく、開系チャネルの縮小によって制御されることを示す。
本研究は,群集モードのダイナミックス,ノイズ注入,距離,およびマクロエンタングルメントの運用証明を結合する,最小限のプラットフォームに依存しないフレームワークを構築した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5755923640031846
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum entanglement is commonly assumed to be fragile at ambient temperature and over macroscopic distances, where thermal noise and dissipation are expected to rapidly suppress nonclassical correlations. Here we show that this intuition fails for collective quantum modes whose dynamics is governed by reduced open-system channels rather than by microscopic thermal equilibrium. For two spatially separated collective modes, we derive an exact entanglement boundary based on the positivity of the partial transpose, valid in the symmetric resonant limit. From this result we obtain an explicit minimum collective fluctuation amplitude, expressed entirely in measurable noise, bandwidth, dissipation, and distance-dependent coupling parameters, required to sustain steady-state entanglement at finite temperature. We further show that large collective occupation suppresses but does not eliminate quantum phase diffusion, so the steady state remains phase symmetric and does not collapse to a classical mean-field despite macroscopic signal amplitudes. Stochastic simulations of the reduced open-system dynamics, together with matched classical correlated-noise null models analyzed through an identical pipeline, confirm that entanglement witnesses are violated only in the quantum regime. Our results establish a minimal, platform-independent framework connecting collective-mode dynamics, noise injection, distance, and operational certification of macroscopic entanglement.
- Abstract（参考訳）: 量子絡み合いは、熱雑音や散逸が非古典的相関を急速に抑制すると予想される周囲温度およびマクロ距離において脆弱であると考えられている。
ここでは、この直観は、微視的な熱平衡ではなく、開系チャネルの縮小によって動的に制御される集合量子モードに対して失敗することを示す。
2つの空間的に分離された集合モードに対して、対称共振極限において有効である部分転置の正則性に基づいて、正確な絡み合い境界を導出する。
この結果から, 有限温度での定常的絡み合いの維持に必要な, 可測雑音, 帯域幅, 散逸, 距離依存結合パラメータで完全に表される明示的な最小集団変動振幅が得られる。
さらに、大規模な集団占有は量子位相拡散を抑えるが、量子位相拡散を排除しないので、定常状態は相対称のままであり、マクロな信号振幅にもかかわらず古典的な平均場に崩壊しない。
縮小された開系力学の確率的シミュレーションは、同一のパイプラインを通して解析された古典的相関ノイズヌルモデルと一致し、絡み合いの証人が量子状態においてのみ違反されることを確認する。
本研究は,群集モードのダイナミックス,ノイズ注入,距離,およびマクロエンタングルメントの運用証明を結合する,最小限のプラットフォームに依存しないフレームワークを構築した。
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