論文の概要: Exact Entanglement-Depth Speed Frontier for Complete Quantum Charging

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.16935v1
• Date: Sat, 16 May 2026 11:08:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-19 17:57:47.303967
• Title: Exact Entanglement-Depth Speed Frontier for Complete Quantum Charging
• Title（参考訳）: 完全量子充電のための厳密な絡み合い-深部速度フロンティア
• Authors: Wenlong Sun, Gang Lu, Yuanfeng Jin,
• Abstract要約: 我々は、純粋状態の深さ制限された速度問題に答える。 時間に依存しないハミルトニアンの下での閉(N)量子ビット電池(ケタドロー時間N)から(ケタドロー時間N)へと進化するためには、純粋状態の深さ制約された速度問題を解く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.929054989205651
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Complete quantum charging provides a sharp setting in which to ask how much multipartite entanglement is forced by speed itself. For a closed \(N\)-qubit battery evolving from \(\ket{\downarrow}^{\otimes N}\) to \(\ket{\uparrow}^{\otimes N}\) under a time-independent Hamiltonian, we exactly solve the pure-state depth-constrained speed problem. If the realized trajectory has entanglement depth at most \(k\), then the largest possible QSL-normalized rate \(η=τ_{\rm QSL}/T\) is \(η_{\max}(k)=\lceil N/k\rceil^{-1/2}\). Conversely, an observed rate \(η\) certifies trajectory entanglement depth at least \(\bigl\lceil N/\lfloor η^{-2}\rfloor\bigr\rceil\). The mechanism is block orthogonalization: under a fixed product partition, complete charging forces all blocks to orthogonalize simultaneously, and the quantum speed limit converts this counting constraint into the speed bound. Balanced cluster-flip evolutions saturate the bound, establishing an exact integer staircase frontier. Thus fast complete charging cannot be explained by many small independently charging blocks; in particular, crossing the threshold \(η>1/\sqrt2\) certifies, for \(N>1\), the generation of genuine \(N\)-partite entanglement.
• Abstract（参考訳）: 完全量子充電は、速度自体によってどれだけのマルチパーティの絡み合いが強制されるかを問うシャープな設定を提供する。 時間に依存しないハミルトニアンの下で、閉 \(N\)-量子電池が \(\ket{\downarrow}^{\otimes N}\) から \(\ket{\uparrow}^{\otimes N}\) へと進化するのに対して、純粋状態の深さ制約された速度問題を正確に解く。 実現された軌道が少なくとも \(k\) で絡み合う深さを持つなら、最も大きなQSL正規化率 \(η=τ_{\rm QSL}/T\) は \(η_{\max}(k)=\lceil N/k\rceil^{-1/2}\ である。 逆に、観測速度 \(η\) は、少なくとも軌跡絡み深さ \(\bigl\lceil N/\lfloor η^{-2}\rfloor\bigr\rceil\) を証明している。 このメカニズムはブロック直交化であり、固定された積分割の下で全てのブロックを同時に直交させ、量子速度制限はこのカウント制限を速度境界に変換する。 平衡クラスタフリップの進化は境界を飽和させ、正確な整数階段フロンティアを確立する。 したがって、高速完全充電は多くの独立した充電ブロックでは説明できない。特に、閾値 \(η>1/\sqrt2\) を越えると、(N>1\) に対して真の \(N\)-粒子の絡み合いが生じる。

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