論文の概要: Negative quasiprobability trajectories for Bell-diagonal states under local decoherence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.16358v1
• Date: Mon, 17 Aug 2026 10:10:29 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-18 19:59:03.631312
• Title: Negative quasiprobability trajectories for Bell-diagonal states under local decoherence
• Title（参考訳）: 局所デコヒーレンス下におけるベル対角状態の負準確率軌道
• Abstract要約: 局所的減退, 脱分極, 振幅減衰チャネルの下で進行する2量子ベル対角状態に基づいて, 負の分布の性質を解析的に決定する。 負の重みを含む準確率分布が、すべての連続凸関数を保留するジェンセン=シュテッフェンセンの不等式に必要な十分条件に反する可能性があることを証明した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.652683177954298
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The fluctuation theorem (FT) relates microscopic trajectory distributions to macroscopic averages. Using quasiprobability trajectories, this framework has recently been extended to quantum information dynamics. Despite sharing the form of conventional thermodynamic FTs, information FTs involve quasiprobabilities whose negativity and statistical properties remain poorly understood. We analytically determine the properties of negative distributions based on the two-qubit Bell-diagonal states evolving under local dephasing, depolarizing, and amplitude-damping channels. We show that the occurrence of negative quasiprobabilities is not determined by the entanglement or Bell nonlocality of the initial state. Instead, a diagonal-interference decomposition of the transition quasiprobability provides a sufficient condition for negativity. More importantly, we prove that quasiprobability distributions containing negative weights can violate Horváth's necessary and sufficient criterion for the Jensen-Steffensen inequality to hold for every continuous convex function, even though the specific exponential Jensen-like relation enforced by the FT and the quantum data-processing inequality remains valid. This trajectory-level contrast with classical stochastic descriptions reveals a distinctive feature of quantum information dynamics that is invisible when only the corresponding average-level information inequalities are considered.
• Abstract（参考訳）: ゆらぎ定理(FT)は、微視的な軌道分布とマクロ的な平均を関連付ける。 準確率軌道を用いて、このフレームワークは近年量子情報力学に拡張されている。 従来の熱力学FTの形式を共有するにもかかわらず、情報FTは、負性や統計的性質がよく理解されていない準確率を含む。 局所的減退, 脱分極, 振幅減衰チャネルの下で進行する2量子ベル対角状態に基づいて, 負の分布の性質を解析的に決定する。 負準確率の発生は初期状態の絡み合いやベル非局所性によって決定されないことを示す。 代わりに、遷移準確率の対角-干渉分解は、負性に対して十分な条件を与える。 さらに、負の重みを含む準確率分布は、FTと量子データ処理の不等式によって強制される特定の指数的ジェンセン様の関係が有効であるにもかかわらず、すべての連続凸函数に対して保持するジェンセン-ステッフェンセン不等式に必要な十分条件に反する可能性があることを証明している。 古典的確率的記述とのこの軌道レベルの対比は、対応する平均レベルの情報不等式のみを考慮すると見えない量子情報力学の特徴的な特徴を示す。

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