論文の概要: Phase information beyond entanglement sudden death in coherence-to-entanglement conversion under post-gate noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.19247v1
• Date: Sat, 15 Aug 2026 11:08:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-21 20:28:51.349495
• Title: Phase information beyond entanglement sudden death in coherence-to-entanglement conversion under post-gate noise
• Title（参考訳）: ポストゲート雑音下でのコヒーレンス-絡み合い変換における絡み合い以外の相情報
• Abstract要約: 理想的な CNOT は、コヒーレント量子ビットの位相を2量子状態の $ket00$ と $ket11$ のコヒーレンスにマッピングする。 ポストゲートノイズがこれらの2つの量をどのように劣化させるのかを尋ねると、それらが一緒に失われていないことが分かる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.028961895672321
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: An ideal CNOT maps the phase of a coherent qubit onto the coherence between $\ket{00}$ and $\ket{11}$ of a two-qubit state, producing an output that carries both entanglement and estimable phase information. We ask how post-gate noise degrades these two quantities, and find that they are not lost together. For the phase-encoded X states generated by the protocol, the negativity is a thresholded difference of the surviving coherence $z=fκ$ and a population penalty $g$, vanishing once $fκ\le g$, while the phase quantum Fisher information (QFI) is the smooth ratio $F_φ=4z^2/(a+b)$, which stays positive for any nonzero coherence. As a result there is an exact region of state space in which the output is separable but still phase-sensitive. We characterize this region, give the residual QFI $F_φ^\star=4g_\star^2/(1-2g_\star)$ at entanglement death, and show that channels reaching death at the same coordinate share this residual, with global and independent local depolarization forming one such class and $F_φ^\star=1/6$ at maximal input coherence. Four standard channels appear as trajectories through this common geometry, and asymmetric population transfer adds a third coordinate that changes the entanglement but leaves the QFI unchanged, which marks where the two-coordinate description applies. We identify a measurement that attains the bound and compare with a direct single-qubit probe, which is more precise under matched exposure; the results are therefore reference benchmarks for phase-information retention, not a claim of metrological advantage.
• Abstract（参考訳）: 理想的 CNOT は、コヒーレント量子ビットの位相を 2 ビット状態の$\ket{00}$ と $\ket{11}$ のコヒーレンスにマッピングし、絡み合いと推定可能な位相情報の両方を持つ出力を生成する。 ポストゲートノイズがこれらの2つの量をどのように劣化させるのかを尋ねると、それらが一緒に失われていないことが分かる。 このプロトコルによって生成された位相符号化されたX状態に対して、負性は生存するコヒーレンス$z=fκ$と集団ペナルティ$g$のしきい値差であり、一度fκ\le g$が消滅する一方、位相量子フィッシャー情報(QFI)は滑らかな比$F_φ=4z^2/(a+b)$であり、非ゼロコヒーレンスに対しては正である。 その結果、出力が分離可能であるが相応的な状態空間の正確な領域が存在する。 我々はこの領域を特徴付け、残差QFI $F_φ^\star=4g_\star^2/(1-2g_\star)$をエンタングルメントデスで与え、同じ座標で死に達するチャネルが、この残差を共有していることを示し、グローバルおよび独立な局所分極がそのようなクラスを1つ形成し、最大入力コヒーレンスで$F_φ^\star=1/6$となる。 この共通幾何学を通して4つの標準チャネルが軌跡として現れ、非対称な人口移動は、絡み合いを変化させるが、QFIは変化しない第3の座標を付加する。 そこで, 実験結果が位相情報保持のための基準ベンチマークであり, メロジカル・アドバンテージの主張ではない。

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