論文の概要: Quantum state texture of maximal-resource Fourier states under Hawking radiation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.16481v1
• Date: Mon, 12 Oct 2026 09:35:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-18 22:56:45.066196
• Title: Quantum state texture of maximal-resource Fourier states under Hawking radiation
• Title（参考訳）: ホーキング放射下における最大出力フーリエ状態の量子状態テクスチャ
• Abstract要約: シュワルツシルトブラックホールからホーキング放射を受ける2モードディラック場における3つの最大資源状態の挙動について検討した。 この結果から, ホーキング放射下でのQSTの劣化が明らかになり, ブラックホール背景における量子資源の再分配に対する新たな視点が得られた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4127810154865994
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum state texture (QST) is a recently proposed quantum resource that characterizes the nonuniformity of a density matrix in a given computational basis. In the resource theory of QST, the Fourier states f_k are maximally resourceful states, attaining the maximum QST measure. We study the QST behavior of three maximally resourceful states in a two-mode Dirac field under Hawking radiation from a Schwarzschild black hole, using a fidelity-based measure. We consider three cases: only mode B undergoes radiation, only mode A undergoes radiation, and both modes undergo radiation simultaneously. Our results show that for single-mode radiation, if the mode unaffected by radiation is orthogonal to the single-mode textureless state, the QST of the overall output state remains maximal and is independent of the Hawking temperature; we call this phenomenon orthogonality protection. When both modes undergo radiation simultaneously, orthogonality protection vanishes, and the QST of all three Fourier states decreases with increasing Hawking temperature. Notably, the QST measure of f_3 under two-mode radiation is higher than that under only mode B radiation, indicating that QST can be redistributed among modes: QST gained by one mode under radiation can partially compensate for QST lost by the other. We further provide a general resource-theoretic explanation of orthogonality protection, showing that this phenomenon is independent of the specific form of the QST measure. These results reveal how QST degrades under Hawking radiation and provide a new perspective on the redistribution of quantum resources in black hole backgrounds.
• Abstract（参考訳）: 量子状態テクスチャ(QST)は、与えられた計算ベースで密度行列の不均一性を特徴づける、最近提案された量子資源である。 QSTの資源理論では、フーリエ状態 f_k は最大資源状態であり、最大QST測度に達する。 シュワルツシルトブラックホールからのホーキング放射下での2モードのディラック場における3つの最大資源状態のQST挙動を忠実度に基づく尺度を用いて検討した。 我々は,Bモードのみ放射線を照射し,Aモードのみ放射線を照射し,両モードを同時に照射する3つの症例を考察する。 その結果, 単モード放射の場合, 放射の影響を受けないモードが単モードテクスチャレス状態に直交している場合, 全体の出力状態のQSTは最大値であり, ホーキング温度とは独立であることがわかった。 両方のモードが同時に放射されると、直交性保護は消滅し、3つのフーリエ状態のQSTはホーキング温度の上昇とともに減少する。 特に、2モードの放射線下でのf_3のQST測定は、モードBの放射線下でのQSTよりも高く、モード間でQSTを再分配できることが示されている。 さらに、直交保護に関する一般的な資源理論的な説明を行い、この現象はQST尺度の特定の形式とは独立であることを示す。 これらの結果は、QSTがホーキング放射下でどのように劣化するかを明らかにし、ブラックホール背景における量子資源の再分配の新しい視点を提供する。

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