論文の概要: Spectral Localization Principle for Entanglement Harvesting
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.13449v1
- Date: Thu, 13 Aug 2026 16:33:26 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-14 18:29:38.602837
- Title: Spectral Localization Principle for Entanglement Harvesting
- Title（参考訳）: 絡み合いハーベスティングのためのスペクトル局在原理
- Abstract要約: 量子場から2つの局所検出器が抽出できるという絡み合いは、場の有効スペクトル密度がいかに局所化されているかによってのみ決定される。
漏れやすい単一モードキャビティに結合した2つの量子ビットの解析可解モデルでこれを実証する。
我々のフレームワークは、局所化検出器にアクセス可能な真空相関の分画を定量化することで、リー・シュリーダーの定理を運用する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.040866888873209
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose a unified physical principle for entanglement harvesting: the entanglement that two localized detectors can extract from a quantum field is determined solely by how localized the field's effective spectral density is. We demonstrate this in an analytically solvable model of two qubits coupled to a leaky single-mode cavity, which in turn couples to a continuous electromagnetic bath, and derive the maximum harvestable concurrence in closed form, $\mathcal{C}_{\max}(Q)=2e^{-π/(2Q)}(1+e^{-π/(2Q)})/(1+3e^{-π/Q})$, where $Q\equiv|Δ|/κ$ is the ratio of the qubit-cavity detuning $Δ$ to the cavity linewidth $κ$. In the high-$Q$ limit, $\mathcal{C}_{\max}\simeq1-π^{2}/(16Q^{2})$, so the entanglement is robust against cavity loss; in the low-$Q$ limit it decays exponentially to zero, consistent with the irreversible-reservoir character of a continuous field, where maximal entanglement is unattainable. Since $Q$ is proportional to the inverse participation ratio (IPR) of the effective spectral density, it is the single dimensionless parameter governing the crossover from deterministic gate-based entanglement ($Q\to\infty$) to vacuum harvesting ($Q\to0$). Our framework operationalizes the Reeh-Schlieder theorem by quantifying the fraction of vacuum correlations accessible to localized detectors. It also reveals a formal correspondence of the maximal concurrence with the IPR, analogous to the conductivity-participation-ratio relation in Anderson localization. The predicted $\mathcal{C}_{\max}(Q)$ curve is, in principle, directly observable in superconducting circuit QED experiments.
- Abstract（参考訳）: 量子場から2つの局所化検出器が抽出できる絡み合いは、場の有効スペクトル密度がいかに局所化されているかによってのみ決定される。
これは、漏れやすい単一モードのキャビティに結合した2つのキュービットを解析的に可解なモデルで示し、これは連続電磁浴に変換し、クローズド形式の最大収量コンカレンスを$\mathcal{C}_{\max}(Q)=2e^{-π/(2Q)}(1+e^{-π/(2Q)})/(1+3e^{-π/(Q})$、$Q\equiv|Δ|/κ$で表す。
高$Q$極限では、$\mathcal{C}_{\max}\simeq1-π^{2}/ 16Q^{2})$ なので、絡み合いは空洞の損失に対して堅牢であり、低$Q$極限では、極大の絡み合いが得られない連続体の可逆保存特性と指数的に0に崩壊する。
Q$ は実効スペクトル密度の逆参加比 (IPR) に比例するため、決定論的ゲートベースの絡み合い (Q\to\infty$) から真空収穫 (Q\to0$) まで、クロスオーバーを管理する一次元のパラメータである。
我々のフレームワークは、局所化検出器にアクセス可能な真空相関の分画を定量化することで、リー・シュリーダーの定理を運用する。
また、アンダーソンローカライゼーションにおける導電率-参加比比関係に類似した IPR との最大共起の形式的対応も明らかにしている。
予測された$\mathcal{C}_{\max}(Q)$曲線は、原理的には超伝導回路QED実験において直接観測可能である。
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