論文の概要: Extensive mixed-state entanglement in kinetically constrained superradiance
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.16131v1
- Date: Fri, 15 May 2026 16:14:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-18 21:22:26.363086
- Title: Extensive mixed-state entanglement in kinetically constrained superradiance
- Title（参考訳）: 運動的に拘束された超放射光における過大な混合状態絡み合い
- Abstract要約: 量子エミッタのアンサンブルによるディック超放射は、放射の集合的バーストを生成するが、エミッタの混合状態における絡み合いは生じない。
本研究では,エミッタ間に局所的な運動的制約を加えることで,混合状態の絡み合いが生じることを示す。
この結果は、超放射光によって増強された絡み合った暗黒状態の散逸工学のための一般的な枠組みと実験的に実現可能なアプローチを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Dicke superradiance by an ensemble of quantum emitters produces a collective burst of radiation, but no entanglement in the mixed state of the emitters. We show that adding a local kinetic constraint between the emitters generates extensive mixed-state entanglement, while otherwise preserving all key features of Dicke superradiance. Specifically, for any local Boolean constraint, we analytically derive a lower bound for the emission rate which implies a peak intensity $\propto N^2$ and a peak time $\propto (\log N)/N$ with number of spins $N$. This effect enables the superradiantly accelerated preparation of entangled dark states. Hereby, Hilbert-space fragmentation of the Dicke ladder leads to an exponentially branching decay tree that generates a hierarchy of dark states. Importantly, these disconnected manifolds include exponentially many long-range entangled singlet dark states. The explored kinetic constraints and superradiant dynamics can be realized in neutral-atom arrays coupled to an optical cavity, and we suggest a simple and accessible witness to detect the predicted mixed-state entanglement in such experiments. Moreover, we show that entanglement generation is robust against atomic decay and collective dephasing, and should be observable under recently reported experimental conditions. Our results, thereby, offer a general framework and experimentally viable approach for the dissipative engineering of entangled dark states enhanced by superradiance.
- Abstract（参考訳）: 量子エミッタのアンサンブルによるディック超放射は、放射の集合的バーストを生成するが、エミッタの混合状態における絡み合いは生じない。
我々は,エミッタ間に局所的な運動的制約を加えることで混合状態の絡み合いが生じ,それ以外はDicke Superradianceのすべての重要な特徴が保たれることを示した。
具体的には、任意の局所ブール制約に対して、ピーク強度$\propto N^2$とピーク時間$\propto (\log N)/N$のスピン数$N$の放射率の低い境界を解析的に導出する。
この効果により、超放射的に加速された暗黒状態の準備が可能になる。
これにより、ディック・はしごのヒルベルト空間の断片化は指数関数的に分岐する崩壊木につながり、暗黒状態の階層を生成する。
重要なことに、これらの非連結多様体は指数的に多くの長距離の絡み合った一重項のダーク状態を含む。
光学キャビティに結合した中性原子配列において、探索された運動的制約と超放射的ダイナミクスが実現でき、そのような実験で予測された混合状態の絡みを検出するための単純かつアクセス可能な目撃者を提案する。
さらに, エンタングルメント生成は原子崩壊や集合的脱落に対して頑健であり, 最近報告された実験条件下では観測可能であることが示唆された。
その結果、超放射能により増強された絡み合った暗黒状態の散逸工学のための一般的な枠組みと実験的に実現可能なアプローチが得られた。
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