論文の概要: Dynamics of quantum entanglement in two time-dependent coupled harmonic oscillators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.29617v1
• Date: Sun, 28 Jun 2026 21:42:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-30 18:07:15.983274
• Title: Dynamics of quantum entanglement in two time-dependent coupled harmonic oscillators
• Title（参考訳）: 2つの時間依存性結合調和振動子における量子絡み合いのダイナミクス
• Authors: Ayoub Ghaba, Radouan Hab-arrih, Elhoussine Atmani, Abdallah Slaoui,
• Abstract要約: 時間依存相互作用を持つ2つの結合調和振動子の量子絡み合いダイナミクスについて検討する。 絡み合いのダイナミクスは、調整パラメータ$$と$vartheta$の間の相互作用に非常に敏感であることを示す。 本研究は,連続変数系における量子情報処理と量子相関の制御に関連している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: We investigate the quantum entanglement dynamics of two coupled harmonic oscillators with a time-dependent interaction. Using the Lewis-Riesenfeld invariant method, we derive the exact analytical wave functions without any perturbative or adiabatic approximations and combine this with a phase-space analysis using the Wigner function to provide a complete description of the system's quantum state evolution. We obtain general expression form for the purity and the linear entropy $S_L=1-\mathcal{P}$ for arbitrary excitation numbers $(n,m)$, allows a systematic study of entanglement for a large class of quantum states. We show that the entanglement dynamics is very sensitive to the interplay between the detuning parameters $θ$ and $\vartheta_2$, the frequency parameter $β_0$ and the coupling strength $ε$: the increase of detuning takes the system from slow irregular oscillations to fast and regular periodic behavior, and the stronger coupling systematically enhances both the amplitude and the average value of the linear entropy. Most importantly, for the resonance case $ω_1=ω_2=1$ and strong couplings $ε\approx 0.99$, the system shows robust undamped synchronized periodic oscillations of the linear entropy for all quantum states considered, indicating preserved quantum coherence without saturation. Our findings demonstrate that linear entropy is a sensitive and practical entanglement witness, and we establish explicit analytical relations between the coupling parameters of the system and its entanglement properties, which are directly relevant to quantum information processing and the control of quantum correlations in continuous-variable systems.
• Abstract（参考訳）: 時間依存相互作用を持つ2つの結合調和振動子の量子絡み合いダイナミクスについて検討する。 Lewis-Riesenfeld不変法を用いて、摂動近似や断熱近似を使わずに正確な解析波関数を導出し、これをウィグナー関数を用いた位相空間解析と組み合わせ、系の量子状態進化の完全な記述を与える。 任意の励起数 $(n,m)$ に対して、純度と線型エントロピー $S_L=1-\mathcal{P}$ の一般式を得ると、大きな量子状態に対する絡み合いの体系的な研究が可能になる。 エンタングルメントダイナミクスは,周波数パラメータ$θ$と$\vartheta_2$,周波数パラメータ$β_0$と結合強度$ε$の相互作用に非常に敏感であることを示す。 最も重要なことは、共鳴の場合$ω_1=ω_2=1$と強い結合$ε\approx 0.99$に対して、系は考慮された全ての量子状態に対する線形エントロピーの強い無損傷同期周期振動を示し、飽和のない保存量子コヒーレンスを示す。 本研究では,線形エントロピーが重要かつ実用的な絡み合いの証人であることを示すとともに,連続変数系における量子情報処理と量子相関の制御に直接関係する系の結合パラメータとその絡み合い特性の明確な解析的関係を確立する。

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