論文の概要: Tracking Entanglement Transfer: Emergence of Thermodynamics from Quantum Information
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.28961v1
- Date: Sat, 27 Jun 2026 15:00:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-30 18:07:15.740685
- Title: Tracking Entanglement Transfer: Emergence of Thermodynamics from Quantum Information
- Title（参考訳）: 追跡エンタングルメント伝達:量子情報による熱力学の創発
- Abstract要約: 反強磁性ハイゼンベルク交換により互いに結合する2つの量子ビットの最小モデルにおける絡み合い移動について検討する。
注目すべきことに、結果として生じる物理学は、ブラックホール熱力学の物理学の量子情報理論的な観点で類似性を持つ性質を示す。
- 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 entanglement transfer in a minimal model of two qubits that are coupled with one another through an antiferromagnetic Heisenberg exchange ($\tilde{J}$), and where one of them is additionally coupled to a fermionic environment through another antiferromagnetic Heisenberg exchange ($J_{K}$). By tuning the coupling ratio $J_{K}/\tilde{J}$, the system undergoes a quantum phase transition at $T=0$, accompanied by a redistribution of entanglement from the $d'-d$ qubit-subsystem to the environment. Remarkably, the resulting physics exhibits properties that bear analogy with a quantum-information theoretic perspective of the physics of black hole thermodynamics. Carefully selected bipartite and tripartite mutual information measures displays behaviour analogous to the dynamical evolution of black hole entropy, Hawking entropy, and the Page curve expected during the process of evaporation. An effective temperature scale is obtained from the variation of the ground state energy with respect to changes in the bipartite mutual information between the subsystem and the bath. A steady growth of this temperature with the coupling ratio resembles that of the Hawking temperature with the inverse mass of the black hole. Concomitantly, the emergence of non-Fermi liquid behaviour observed near the quantum critical point and in the strong-coupling phase resembles strange-metal-like physics expected near the event horizon from a holographic duality perspective. Our results establish the minimal model as a platform for studying entanglement transfer and information scrambling within a fully unitary quantum framework, and offer new insights into a resolution of the black hole information paradox.
- Abstract（参考訳）: 我々は、反強磁性ハイゼンベルク交換(\tilde{J}$)を介して互いに結合する2つの量子ビットの最小モデルにおける絡み合い移動について研究し、そのうちの1つは別の反強磁性ハイゼンベルク交換(J_{K}$)を介してフェルミオン環境に付加結合される。
結合比$J_{K}/\tilde{J}$をチューニングすることにより、システムは$T=0$で量子相転移を行い、$d'-d$ qubit-サブシステムから環境への絡み合いを再分配する。
注目すべきことに、結果として生じる物理学は、ブラックホール熱力学の物理学の量子情報理論的な観点で類似性を持つ性質を示す。
慎重に選択された二分儀と三分儀の相互情報測定は、蒸発過程で期待されるブラックホールエントロピー、ホーキングエントロピー、ページ曲線の動的進化に類似した挙動を示す。
サブシステムと浴室間のバイパートイト相互情報の変化に対して、基底状態エネルギーの変動から有効温度スケールを得る。
この温度と結合比の安定な成長は、ホーキング温度とブラックホールの逆質量に類似している。
対照的に、量子臨界点付近で観測された非フェルミ液体の挙動と強結合相の出現は、ホログラフィック双対性の観点から、事象の地平線付近で予想される奇妙な金属のような物理に類似している。
本研究は、完全ユニタリ量子フレームワークにおける絡み合いの伝達と情報の衝突を研究するためのプラットフォームとして最小限のモデルを確立し、ブラックホール情報パラドックスの解法に関する新たな知見を提供する。
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