論文の概要: Hierarchy of quantum correlations in qubit-qutrit axially symmetric states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.12292v1
- Date: Sun, 18 Jan 2026 07:38:40 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-21 22:47:22.556933
- Title: Hierarchy of quantum correlations in qubit-qutrit axially symmetric states
- Title(参考訳): qubit-qutrit軸対称状態における量子相関の階層性
- Authors: Venkat Abhignan, R. Muthuganesan,
- Abstract要約: 混成量子ビット量子ビット系において、異方性パラメータ、磁場、温度の相互作用が量子相関の生存に与える影響について検討する。
その結果,ベルの非局所性と絡み合い(負性)は温度や異方性に非常に敏感であり,熱雑音下での急激な死を示すことがわかった。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigate quantum correlations in a hybrid qubit-qutrit system subject to both axial and planar single-ion anisotropies, dipolar spin-spin interactions, and Dzyaloshinskii-Moriya (DM) coupling. Using Negativity, Measurement-Induced Non-locality (MIN), Uncertainty-Induced Nonlocality (UIN), and Bell nonlocality (as quantified by the CHSH inequality) as measures, we analyze the interplay between anisotropy parameters, magnetic fields, and temperature on the survival of quantum correlations. Our results demonstrate that Bell nonlocality and entanglement (Negativity) are highly sensitive to temperature and anisotropy, exhibiting sudden death under thermal noise, whereas MIN and UIN are significantly more robust. In particular, these discord-like and information-theoretic measures provide the largest baseline and persist even in parameter regions where entanglement vanishes, highlighting their suitability as a quantumness witness in realistic conditions. Notably, our Bell nonlocality study is tailored to the asymmetric qubit-qutrit setting by exploiting a recently developed qubit-qudit CHSH maximization framework. However, Bell nonlocality is confirmed to be the most fragile, surviving only in narrow parameter windows at low temperature. A key finding of this work is that we observe the fragility hierarchy: Bell nonlocality < Negativity < UIN(MIN) in the qubit-qutrit setting. These results provide deeper insight into the relative robustness of distinct quantum resources in anisotropic qubit-qutrit models, suggesting that quantum discord-like measures, such as MIN and UIN, may serve as more practical resources than entanglement for quantum information tasks in thermally active spin systems.
- Abstract(参考訳): 本研究では, 軸方向および平面方向の単一イオン異方性, 双極子スピン-スピン相互作用, およびジアロシンスキー-モリヤカップリングを受けるハイブリッド量子ビット-量子ドット系の量子相関について検討した。
負性, 測定誘起非局所性 (MIN), 不確かさ誘起非局所性 (UIN) およびベル非局所性 (CHSH不等式で定量化される) を測定として, 量子相関の生存に対する異方性パラメータ, 磁場, 温度の相互作用を解析した。
以上の結果から,ベル非局所性・絡み合い(負性)は温度・異方性に強く敏感であり,熱雑音下での急激な死を示すのに対し,MINとUINは著しく堅牢であることがわかった。
特に、これらの不協和性および情報理論的尺度は、絡み合いが消えるパラメータ領域においても最大のベースラインを提供し、現実的な条件下での量子性の証人としての彼らの適合性を強調している。
特にベル非局所性の研究は、最近開発されたqubit-qudit CHSH最大化フレームワークを利用して、非対称なqubit-qutrit設定に適合する。
しかし、ベル非局所性は最も脆弱であることが確認されており、低温で狭いパラメータウィンドウでしか生き残れない。
この研究の鍵となる発見は、不安定性階層:ベル非局所性 < 負性 < UIN(MIN) を qubit-qutrit 設定で観測することである。
これらの結果は、異方性量子ビット量子トリットモデルにおける異なる量子資源の相対ロバスト性に関する深い洞察を与え、MINやUINのような量子不協和のような尺度が、熱活性スピン系の量子情報タスクの絡み合いよりも実践的な資源として役立つことを示唆している。
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