論文の概要: Quantum Correlation Hierarchy and Teleportation in Dephased Hydrogen Hyperfine System

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.11731v1
• Date: Wed, 10 Jun 2026 07:09:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-11 16:42:38.334135
• Title: Quantum Correlation Hierarchy and Teleportation in Dephased Hydrogen Hyperfine System
• Title（参考訳）: 脱相水素超微粒子系における量子相関階層とテレポーテーション
• Authors: Geerthana Thiyagarajan, R. Muthuganesan,
• Abstract要約: マルコフ相雑音を受ける水素超微粒子スピン系における量子相関のダイナミクスについて検討する。 トレーサMINは、非ゼロ集団不均衡状態において、嫌気・免疫の凍結を示す一方、ASCは最も頑丈な量であり、研究された全てのシナリオにおいて最長である。 さらに、脱相熱超微粒子状態が量子テレポーテーションの資源として機能し、平均忠実度に対する閉形式表現を導出することを示した。
• 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 study the dynamics of quantum correlations in the hydrogen hyperfine spin system subject to Markovian phase noise. Treating the electron and proton spin degrees of freedom as an open two-qubit system governed by an isotropic hyperfine Hamiltonian and local dephasing, we obtain the exact time-dependent density matrix and derive analytical expressions for the full X-state family. We compute concurrence($C$), trace-distance measurement-induced nonlocality (Trace MIN--$\mathcal{N}_1$), and average steering coherence (ASC) in closed form and establish their strict ordering $ C(t)\leq \mathcal{N}_1(t)\leq \mathrm{ASC}(t) $ at all times. Entanglement is identified as the most fragile resource, undergoing sudden death at a finite time. Trace MIN exhibits dephasing-immune freezing for states with nonzero population imbalance, while ASC is the most robust quantity, persisting longest in every scenario studied.We additionally demonstrate that the dephased thermal hyperfine state serves as a resource for quantum teleportation, deriving a closed-form expression for the average fidelity and establishing that the teleportation advantage window coincides exactly with the entanglement survival interval, $\mathcal{F}_A > 2/3 \Longleftrightarrow \mathcal{C} > 0$, for the full X-state family with maximally mixed marginals. We identify four distinct dynamical regimes and map all three correlation measures onto directly measurable Pauli spin correlators, enabling experimental reconstruction of the full hierarchy without full state tomography.
• Abstract（参考訳）: マルコフ相雑音を受ける水素超微粒子スピン系における量子相関のダイナミクスについて検討する。 電子と陽子スピンの自由度を、等方的超微細ハミルトニアンと局所退化によって支配される開2量子ビット系として扱うことにより、正確な時間依存密度行列を求め、全X状態族に対する解析式を導出する。 相関($C$)、トレース距離測定による非局所性(Trace MIN--$\mathcal{N}_1$)、および平均ステアリングコヒーレンス(ASC)を閉じた形で計算し、その厳密な順序を常にC(t)\leq \mathcal{N}_1(t)\leq \mathrm{ASC}(t)$とする。 絡み合いは最も脆弱な資源であり、有限時間で突然死する。 Trace MIN is dephasing-immune frozen for state with nonzero population in balance, while ASC is most robust counting last in the every scenario, also demonstrated that dephased thermal hyperfine state as a resource for quantum teleportation, derivate a closed-form expression for the average fidelity and established the teleportation advantage window coincides to the entanglement survival interval, $\mathcal{F}_A > 2/3 \Longleftrightarrow \mathcal{C} > 0$, for the full X-state family with maximally mixed marginals。 我々は4つの異なる力学系を同定し、3つの相関測度を直接測定可能なパウリスピン相関器にマッピングし、フル状態トモグラフィーを使わずに完全な階層の実験的再構築を可能にする。

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