論文の概要: Complete freezing of initially maximal entanglement in Schwarzschild black hole
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.11586v1
- Date: Thu, 12 Feb 2026 05:12:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-13 21:07:25.650322
- Title: Complete freezing of initially maximal entanglement in Schwarzschild black hole
- Title（参考訳）: シュワルツシルトブラックホールにおける初期最大エンタングルメントの完全凍結
- Authors: Si-Han Li, Hui-Chen Yang, Rui-Yang Xu, Shu-Min Wu,
- Abstract要約: シュワルツシルトブラックホールの湾曲時空におけるフェルミオン場に対する4量子クラスター状態(CL_4$)の絡み合い特性について検討した。
ホーキング温度が増加するにつれて、$CL_4$状態の量子絡み合い(1$-$3$ tangle)は厳密に一定である。
これは、ブラックホール環境において最大エンタングルメントが完全に保存されている最初の明示的な例であり、重力効果が最大量子相関を抑えることができるという従来の期待に反している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.0567168695825377
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Gravitational effects associated with black holes are widely believed to universally degrade quantum entanglement, with the loss of maximal entanglement being particularly severe and even irreversible for bosonic fields. In this work, we investigate the entanglement properties of the four-qubit cluster state ($CL_4$) for fermionic fields in the curved spacetime of a Schwarzschild black hole. Remarkably, we uncover a counterintuitive phenomenon: as the Hawking temperature increases, quantum entanglement ($1$-$3$ tangle) of the $CL_4$ state remains strictly constant, indicating a ``complete freezing of initially maximal entanglement". This constitutes the first explicit example in which maximal entanglement remains perfectly preserved in a black hole environment, defying the conventional expectation that gravitational effects can only suppress maximal quantum correlations. Moreover, our results indicate that, within a relativistic framework, the $CL_4$ state constitutes a high-quality quantum resource with potential applications in relativistic quantum information processing, and may significantly improve the performance of such protocols.
- Abstract（参考訳）: ブラックホールに関連する重力効果は、量子エンタングルメントを普遍的に低下させると考えられており、最大エンタングルメントの損失は特に重く、ボゾン場には不可逆である。
本研究では、シュワルツシルトブラックホールの湾曲時空におけるフェルミオン場に対する4量子クラスター状態(CL_4$)の絡み合い特性について検討する。
ホーキング温度が上昇すると、$CL_4$状態の量子絡み合い(1$-$3$ tangle)は厳密に一定であり、「初期最大絡みの「完全凍結」を示す。
これは、ブラックホール環境において最大エンタングルメントが完全に保存されている最初の明示的な例であり、重力効果が最大量子相関を抑えることができるという従来の期待に反している。
さらに,我々は,相対論的なフレームワークにおいて,CL_4$状態は相対論的な量子情報処理に応用可能な高品質な量子資源であり,そのようなプロトコルの性能を著しく向上させる可能性が示唆された。
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