論文の概要: Resource-Theoretic Quantifiers of Weak and Strong Symmetry Breaking: Strong Entanglement Asymmetry and Beyond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.20924v1
• Date: Wed, 28 Jan 2026 19:00:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-30 16:22:49.38126
• Title: Resource-Theoretic Quantifiers of Weak and Strong Symmetry Breaking: Strong Entanglement Asymmetry and Beyond
• Title（参考訳）: 弱・強対称性破砕の資源理論量子化器:強絡み非対称性と超越
• Authors: Yuya Kusuki, Sridip Pal, Hiroyasu Tajima,
• Abstract要約: オープン量子系において、弱い対称性の破れが強い対称性の破れに不可逆的に変換されるかを追跡するための枠組みを提供する。 一般化された対称性の拡張を提案し、分析的に抽出可能なQFTの例と応用における強い対称性の破れの質的影響を説明する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantifying how much a quantum state breaks a symmetry is essential for characterizing phases, nonequilibrium dynamics, and open-system behavior. Quantum resource theory provides a rigorous operational framework to define and characterize such quantifiers of symmetry-breaking. As a starter, we exemplify the usefulness of resource theory by noting that second-Rényi entanglement asymmetry can increase under symmetric operations, and hence is not a resource monotone, and should not solely be used to capture Quantum Mpemba effect. More importantly, motivated by mixed-state physics where weak and strong symmetries are inequivalent, we formulate a new resource theory tailored to strong symmetry, identifying free states and strong-covariant operations. This framework systematically identifies quantifiers of strong symmetry breaking for a broad class of symmetry groups, including a strong entanglement asymmetry. A particularly transparent structure emerges for U(1) symmetry, where the resource theory for the strong symmetry breaking has a completely parallel structure to the entanglement theory: the variance of the conserved quantity fully characterizes the asymptotic manipulation of strong symmetry breaking. By connecting this result to the knowledge of the geometry of quantum state space, we obtain a quantitative framework to track how weak symmetry breaking is irreversibly converted into strong symmetry breaking in open quantum systems. We further propose extensions to generalized symmetries and illustrate the qualitative impact of strong symmetry breaking in analytically tractable QFT examples and applications.
• Abstract（参考訳）: 量子状態が対称性を破る程度を定量化することは、位相、非平衡力学、開系挙動を特徴づけるのに不可欠である。 量子資源理論(Quantum Resource theory)は、対称性を破る量化器を定義し、特徴付けるための厳密な運用フレームワークを提供する。 第一に、第二レニイ交絡非対称性が対称演算の下で増大し、従ってリソース単調ではなく、量子ムペンバ効果を捉えるためにのみ使用されるべきではないことを指摘して、資源理論の有用性を実証する。 さらに重要なことは、弱い対称性と強い対称性が等価でない混合状態物理学によって動機付けられ、強い対称性に合わせた新しい資源理論を定式化し、自由状態と強い共変演算を同定する。 この枠組みは、強いエンタングルメント非対称性を含む広い種類の対称性群に対する強い対称性の破れの量化器を体系的に同定する。 U(1)対称性に対して特に透明な構造が出現し、強対称性の破れの資源理論はエンタングルメント理論と完全に平行な構造を持ち、保存された量の分散は強対称性の破れの漸近的操作を完全に特徴づける。 この結果を量子状態空間の幾何学の知識に結びつけることで、開量子系における弱い対称性の破れが強い対称性の破れに不可逆的に変換されるかを追跡するための定量的な枠組みを得る。 さらに、一般化された対称性の拡張を提案し、分析的に抽出可能なQFTの例と応用における強い対称性の破れの質的影響を説明する。

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