論文の概要: High-dimensional coherence to entanglement transduction under canonical noise
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.16695v1
- Date: Mon, 15 Jun 2026 13:31:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-16 16:21:34.577683
- Title: High-dimensional coherence to entanglement transduction under canonical noise
- Title（参考訳）: 標準雑音下での絡み合い伝達に対する高次元コヒーレンス
- Authors: Asad Ali, Aiham M. Rostom, Saif Al-Kuwari, H. Kuniyil, M. T. Rahim, Saeed Haddadi,
- Abstract要約: 我々は,高次元量子システムにおけるコヒーレンス-絡み合い変換のための解析的枠組みを開発する。
本研究では, この変換が, 変換工程後に適用される3つの標準雑音過程の影響について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9051352746190449
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We develop an analytical framework for coherence-to-entanglement conversion in bipartite high-dimensional quantum systems, so-called qunits. An arbitrary coherent input qunit is coupled to an incoherent ancilla through a generalized controlled-shift operation, producing a maximally correlated bipartite state. By analyzing the partial transpose of the output state, we establish an exact dimension-independent connection between the input coherence and the generated entanglement. We then study how this conversion is affected by three standard noise processes applied after the conversion step: phase damping, global depolarizing noise, and independent amplitude damping. The resulting expressions show that these channels degrade entanglement in qualitatively different ways. Phase damping leads to a uniform attenuation of the entanglement generated from coherence, depolarizing noise introduces pairwise thresholds associated with entanglement sudden death, and amplitude damping produces an asymmetric decay governed by relaxation toward the ground state. For maximally coherent inputs, the general results reduce to simple closed-form behavior, allowing direct comparison of the three noise mechanisms as the system dimension increases. In particular, global depolarizing noise exhibits a dimension-dependent sudden-death threshold, while amplitude damping leads to a smooth suppression in the maximally coherent case. These results provide useful analytical benchmarks for high-dimensional resource conversion and for assessing noisy entanglement generation in qudit-based quantum-information settings.
- Abstract（参考訳）: 我々は、2次元高次元量子系、いわゆるqunitにおけるコヒーレンス-絡み合い変換のための解析的枠組みを開発する。
任意のコヒーレント入力qunitは、一般化された制御シフト操作により非コヒーレントアンシラに結合され、最大に相関した二部体状態を生成する。
出力状態の部分的変換を解析することにより、入力コヒーレンスと生成された絡み合いとの間の正確な次元に依存しない接続を確立する。
次に、この変換が位相減衰、大域偏極雑音、独立振幅減衰の3つの標準雑音過程にどのように影響するかを考察する。
結果として得られた表現は、これらのチャネルが定性的に異なる方法で絡み合いを低下させることを示している。
位相減衰はコヒーレンスから生じる絡み合いの均一な減衰につながり、脱分極ノイズは絡み合いの突然の死に関連する一対のしきい値を導入し、振幅減衰は基底状態への緩和によって支配される非対称な崩壊を生み出す。
最大コヒーレントな入力に対して、一般的な結果は単純な閉形式挙動に還元され、システム次元が増加するにつれて3つのノイズ機構を直接比較できる。
特に、大域的脱分極ノイズは次元依存性の急死しきい値を示し、振幅減衰は最大コヒーレントの場合の滑らかな抑制をもたらす。
これらの結果は、高次元の資源変換のための有用な解析的ベンチマークと、キューディットベースの量子情報設定におけるノイズエンタングルメント生成の評価に有用である。
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