論文の概要: Dissipative State Engineering of Complex Entanglement with Markovian Dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.09597v1
- Date: Wed, 14 Jan 2026 16:14:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-15 18:59:20.463754
- Title: Dissipative State Engineering of Complex Entanglement with Markovian Dynamics
- Title（参考訳）: マルコフ力学を用いた複素絡み合いの散逸状態工学
- Authors: Manish Chaudhary,
- Abstract要約: 本稿では,スピン系におけるマルコフ力学を用いて,クラスタ状態のような複雑な絡み合い構造の散逸発生について検討する。
工学的Liouvillian散逸がスピン間の局所イジング相互作用で支配されるとき、クラスター状態が定常状態として現れる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Highly multipartite entangled states play an important role in various quantum computing tasks. We investigate the dissipative generation of a complex entanglement structure as in a cluster state through engineered Markovian dynamics in the spin systems coupled via Ising interactions. Using the Lindblad master equation, we design a projection based dissipative channel that drives the system toward a unique pure steady state corresponding to the desired cluster state. This is done by removing the contribution of the orthogonal states. By explicitly constructing the Liouvillian superoperator in the full $2^N$-dimensional Hilbert space, we compute the steady-state density matrix, the Liouvillian spectral gap, entanglement witness and the fidelity with respect to the ideal cluster state. The results demonstrate that the cluster state emerges as the steady state when the engineered Liouvillian dissipation dominates over the local Ising interaction between spins. Moreover, we find that the fidelity and Liouvillian spectral gap is relatively insensitive to the system size once the saturation dissipation has been achieved that scales linearly with the qubit number. This analysis illustrates a physically realizable path towards steady-state entanglement generation in the spin systems using engineered dissipation.
- Abstract（参考訳）: 様々な量子コンピューティングタスクにおいて、多人数の絡み合った状態が重要な役割を果たす。
我々は、Ising相互作用を介して結合されたスピン系におけるマルコフ力学を用いて、クラスタ状態のような複雑な絡み合い構造の散逸発生について検討する。
リンドブラッド・マスター方程式を用いて、所望のクラスタ状態に対応する一意の純粋定常状態に向けてシステムを駆動するプロジェクションに基づく散逸チャネルを設計する。
これは直交状態の寄与を取り除くことによって行われる。
フル2^N$-次元ヒルベルト空間でリウヴィリア超作用素を明示的に構成することにより、定常密度行列、リウヴィリアスペクトルギャップ、絡み目、理想的なクラスター状態に対する忠実度を計算する。
この結果は、工学的なリウヴィリア散逸がスピン間の局所イジング相互作用に支配されるとき、クラスター状態が定常状態として現れることを示した。
さらに、飽和散逸が達成されたとき、フィリティとリウヴィリアのスペクトルギャップはシステムサイズに比較的敏感であり、量子ビット数と線形にスケールする。
この分析は、工学的散逸を用いたスピン系における定常エンタングルメント生成への物理的に実現可能な経路を示す。
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