論文の概要: Coupling effect of nearest-neighbor interacting qubit chains to a single qubit system

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.00307v1
• Date: Wed, 01 Jul 2026 01:13:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-02 19:56:07.676696
• Title: Coupling effect of nearest-neighbor interacting qubit chains to a single qubit system
• Title（参考訳）: 近接近傍相互作用量子ビット鎖の単一量子ビット系へのカップリング効果
• Authors: Manuel Allan L. Orongan, Lemuel John F. Sese, Rayda P. Gammag,
• Abstract要約: この研究は、時間非依存のハミルトニアンにおける項を特定するのに十分な基準を与える定理を確立する。 この定理の有用性は、3つの系の挙動を予測することによって示される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This study establishes a theorem that provides sufficient criteria for identifying terms in any time-independent Hamiltonian that have no influence on local dynamics, local observables, or any local phenomena, without any approximation. The usefulness of this theorem is demonstrated by predicting the behavior of three systems. The first system consists of multiple qubit chains with Ising interactions. The second system is formed by a single qubit chain, differentiated by the substitution of Dzyalonshinskii-Moriya (DM) interaction for the last Ising interaction. The predictions were verified by analytically deriving the reduced dynamics of both systems. A third system was also considered, namely, a short qubit chain with a transverse magnetic field on the intermediary environment qubit. This transverse magnetic field signals that the commutation relation required by our theorem no longer holds. The third system's local dynamics were also derived analytically, demonstrating that all Hamiltonian constituents contributed to the reduced dynamics. The physical consequences of our theorem's inapplicability were also explored using this third system by analyzing the entanglement dynamics between the qubits that do not directly interact. The results showed that the entanglement is caused by an \textit{emergent coupling} between the two non-directly interacting subsystems. This \textit{emergent coupling} arises from the non-commutativity of the intermediate interactions connecting the two subsystems. When searching for these \textit{emergent couplings}, our theorem can eliminate intermediate interactions that will not produce them.
• Abstract（参考訳）: この研究は、局所力学、局所可観測物、あるいは局所現象に何の影響も与えない時間非依存ハミルトニアンにおいて、近似なしで項を特定するための十分な基準を与える定理を確立する。 この定理の有用性は、3つの系の挙動を予測することによって示される。 最初のシステムは、Ising相互作用を持つ複数のクビット鎖からなる。 第2の系は単一のクビット鎖によって形成され、最後のイジング相互作用に対するジアロンシンスキー・モリヤ相互作用(DM)の置換によって区別される。 この予測は, 両システムの低速力学を解析的に導出することにより検証した。 第3の系、すなわち中間環境量子ビット上の横磁場を持つ短い量子ビット鎖も検討された。 この横磁場は、我々の定理で要求される可換関係がもはや成り立たないことを示す。 第3系の局所力学も解析的に導出され、すべてのハミルトン成分が還元力学に寄与したことを示した。 我々の定理の不適用性の物理的結果もまた、直接相互作用しない量子ビット間の絡み合いのダイナミクスを解析することによって、この3番目のシステムを用いて検討された。 その結果、この絡み合いは、2つの非直接相互作用するサブシステム間での \textit{emergent coupling} によって引き起こされることがわかった。 この \textit{emergent coupling} は、2つのサブシステムを結ぶ中間相互作用の非可換性から生じる。 これらの \textit{emergent couplings} を探索すると、この定理はそれらを生成しない中間相互作用を排除できる。

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