Primordial Graviton Entanglement in Quasicrystalline Inflation
Department of Physics, Kobe University（神户大学）
该研究探究准晶暴胀中引力子的纠缠结构，推导相关协方差，发现均匀螺旋度守恒演化保持全螺旋度扇区间纠缠但可消除共传播对约化态的纠缠，并用四模模型说明该区别。
2026-10-14 gr-qc hep-ph hep-th
Classical Entanglement Structure in the Wavefunction of Inflationary Fluctuations
我们认为，出现在一个纯量子态的首选经典变量是由它的纠缠结构的冗余记录的形式：信息之间共享的许多子系统。聚焦于早期宇宙，我们问经典度规微扰如何从暴胀背景下的真空涨落中产生。我们表明，超视界模式的量子态的压缩，以及最小的引力相互作用，导致退相干和指数数量的记录非常大的尺度上的度量波动，$λ/λ_{\rm Hubble}>Δ_ζ^{-2/3}$，其中$Δ_ζ\lesssim 10^{-5}$是标量度量波动的幅度。这决定了暴胀波函数的一个优选的分解成正交的“分支”，对应于经典的度量扰动，它定义了暴胀熵产生率，并解释了随机的非均匀时空几何的出现。
2017-12-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Imprint of entanglement entropy in the power spectrum of inflationary fluctuations
如果暴胀子耦合到填充后暴胀阶段的其他自由度，则这种耦合修改暴胀子\emph{during}暴胀的动力学。我们认为轻费米子汤川耦合到暴胀子作为“不可观测”的自由度集成的总密度矩阵。追踪这些自由度产生一个\emph{mixed}密度矩阵，其时间演化由有效场论描述。我们表明，耦合导致丰富的费米子对生产的超哈勃暴胀子波动，导致\emph{growth of entanglement entropy during inflation}。暴胀子涨落的功率谱特征在于尺度不变性违反$\mathcal{P}(k) = \mathcal{P}_0(k)\,\,\exp\{8\,ξ_k\}$，并对\emph{index and its running directly correlated with the entanglement entropy}进行了修正：$S_{vN} = - \sum_{k} \Big[ \ln(1-ξ_k) + \frac{ξ_k\,\ln(ξ_k)}{1-ξ_k} \Big]$。对于超哈勃起伏，我们发现$ξ_k = -\frac{Y^2}{48π^2}\Big\{2\,N_T\,\ln(k/k_f) + \ln^2(k/k_f)\Big\}$与$Y$汤川耦合，$N_T$的e-折叠的总数在通货膨胀期间，和$k_f$的“枢轴”规模对应的模式，在通货膨胀结束时穿过哈勃半径。
2018-07-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Entanglement Entropy of the Early Universe in Generalized Chaplygin Gas Model
我们提供了一个明确的计算宇宙纠缠熵的演化在早期宇宙的物质主导时代之前。这是通过调用广义Chaubergin气体（GCG）模型，它具有保持酉性和提供暴胀时期和辐射主导时期之间的平滑过渡的优势。宇宙的动力学由GCG模型的小超空间中的量子化描述，遵循Wheeler和DeWitt提出的处方。考虑了两种对宇宙纠缠熵贡献的来源：一种来自宇宙中可观测和不可观测区域纠缠的均匀背景，另一种来自不同模式纠缠的非均匀宇宙学扰动.我们发现，均匀的贡献指数增长的暴胀的开始，但在辐射占主导地位的时代减少。相反地，宇宙学扰动引起的辐射则先减小，然后增大，达到最小值后再增大。最终的结果是，总的纠缠熵在暴胀的早期达到最小值，然后在暴胀的大部分时间和整个辐射主导时期增加。
2011-12-07 gr-qc quant-ph
Classical and Quantum Correlations of Scalar Field in the Inflationary Universe
利用粒子探测器模型研究了暴胀宇宙中量子场的经典关联和量子关联。通过研究两个同向运动的探测器与标量场相互作用时的纠缠和关联，发现当探测器的物理距离超过哈勃视界时，它们之间的纠缠变为零。在超视界尺度下，总关联的量子部分即量子不和谐趋于零。这些行为支持了暴胀时代产生的量子涨落的经典性质。
2011-08-01 gr-qc quant-ph
Entanglement in Cosmology
本文计算无质量场在暴胀至辐射主导时期球形区域内的纠缠熵演化，揭示模式压缩与体积项的作用，并提出再加热可能源于量子纠缠。
2024-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Multipartite entanglement features of primordial non-gaussianities
研究通过纠缠距离方法量化了膨胀过程中立方非高斯扰动的多体纠缠特征，并探讨了膨胀参数对相关性的影响。
2025-11-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Entanglement generation from gravitationally produced massless vector particles during inflation
University of Siena（锡耶纳大学）；Università di Camerino（卡梅里诺大学）；University at Albany-SUNY（奥尔巴尼州立大学（纽约州立大学系统））；Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)（意大利国家天体物理研究所）；Al-Farabi Kazakh National University（阿里-法拉比哈萨克国立大学）
研究单场膨胀模型中引力产生无质量矢量粒子及其跨哈勃视界产生的纠缠，分析粒子生产幅值及极化效应，探讨超视界纠缠的生成与普朗克尺度的关联。
2026-04-04 gr-qc hep-th quant-ph
Inverse-designed dielectric cloaks for entanglement generation
我们通过对两个量子辐射源的光子环境进行逆向设计，研究了它们之间纠缠的产生。通过一个拓扑优化的方法在电磁并矢格林函数的水平上起作用，我们产生在不同的发射极间的距离和非相干泵浦强度工作的介质斗篷。我们表明，所获得的结构最大限度地提高了耗散之间的耦合的发射极在极端不同的Purcell因子条件下，并产生稳态并发值远大于那些在自由空间中实现。最后，我们通过证明我们的设备所实现的纠缠接近最大纠缠混合态的极限，对我们的设计策略进行基准测试。
2022-04-20 physics.optics quant-ph
Cosmology and entanglement
在本文中，我们提出的问题，量子涨落在暴胀过程中的量子到经典的过渡，特别是纠缠的演化问题。在一个一般性的介绍，三个具体的最近的作品进行了讨论，在一些更详细的得出一些结论，这些研究的现状。
2009-04-15 astro-ph.CO quant-ph
Inverse designed Hamiltonians for perfect state transfer and remote entanglement generation, and applications in superconducting qubits
本研究通过逆设计构造噪声鲁棒的穹顶模型哈密顿量，实现完美态传输与远程纠缠生成，并采用级联策略提升可扩展性，适用于超导量子比特实验。
2025-10-15 quant-ph
Superhorizon entanglement entropy from particle decay in inflation
在暴胀宇宙学中，由于缺乏运动学阈值，所有粒子状态都会衰变。初始单粒子态的衰变产生一个\emph{entangled quantum state of the product particles}。我们推广和推广了一种显幺正的场论方法，得到了量子态的时间演化。研究了de Sitter时空中具有立方耦合的质量为$M\ll H$的光标量场的衰变。辐射修正的特点是红外增强表现为极点在$Δ=M^2/3H^2$和我们得到的量子态在$Δ$展开。在$Δ$中，描述亚视界波矢粒子衰变的纯态密度矩阵由超视界量子的发射决定，描述\emph{entanglement between superhorizon and subhorizon fluctuations and correlations across the horizon}。通过对超视界自由度的追踪，得到了混合态密度矩阵，并由此得到了纠缠熵。随着\emph{physical}体积的增加，熵逐渐增大，这是因为有更多的衰变产物模穿过哈勃半径。一个推广到本地化波包。讨论了单粒子态级联衰变为多粒子态的过程。我们推测\emph{possible}的影响，这些结果的非高斯性和"低多极异常“的CMB。
2014-03-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Entanglement and decoherence in cosmology and in analogue gravity experiments
本论文分析暴胀宇宙学及类比预热实验中量子关联的产生与破坏，研究强经典场作用于量子场产生纠缠（准）粒子的物理过程及量子关联演化。
2024-12-03 cond-mat.quant-gas gr-qc quant-ph
Capacity of Entanglement for Non-local Hamiltonian
纠缠容量的概念是量子信息量子信息理论中与热容量对应的概念，热容量是纠缠谱的二阶累积量。给定任意两体纯态，我们可以将纠缠容量定义为任意子系统约化态中模哈密顿量的方差。在这里，我们研究了这个量在非局域哈密顿量下的动力学。具体来说，我们解决的问题：给定一个任意的非本地哈密顿量是什么纠缠的能力，系统可以拥有？作为一个有用的应用，我们证明了产生纠缠的量子速度极限不仅取决于非定域哈密顿量的涨落，而且还与纠缠容量的平方根的时间平均成反比.此外，我们还讨论了一般自逆哈密顿量的纠缠容量，并给出了纠缠容量速率的一个界。最后，我们推广了基于纠缠相对熵的两体混合态的纠缠容量，并证明了上述定义可归结为纯两体混合态的纠缠容量。我们的结果可以在物理学的不同领域有几个应用。
2022-07-23 quant-ph
Noise effects on purity and quantum entanglement in terms of physical implementability
量子退相干是噪声中尺度量子（NISQ）时代的一个关键问题。量子信息和量子计算中的标准分析使用错误率来参数化量子噪声信道。然而，由噪声信道引起的退相干效应与其误码率之间没有明确的关系。在这项工作中，我们提出了一个噪声信道的退相干效应的物理实现其逆，这是一个通用的参数量化的困难与可访问的量子信道模拟噪声逆的特征。我们建立了两个简洁的不等式连接的状态纯度和对数负的噪声通道后的噪声逆的物理可实现性，这是需要被分解为相互正交的幺正或产品通道分别下降。我们的结果在几种常用的双量子比特噪声模型上进行了数值验证。我们相信这些关系有助于噪声信道纠缠特性的理论研究，并为量子线路设计提供指导原则。
2023-01-04 quant-ph
Bipartite entanglement of the primordial Majorana during inflation
Ningbo University（宁波大学）；Beijing University of Technology（北京工业大学）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）
利用马约拉纳费米子探针，在轴子暴胀背景下推导模式方程和哈密顿量，通过玻戈留波夫变换计算冯·诺依曼熵和对数负性，发现轻质量马约拉纳模式在超视界尺度保持增强的二分量子性。
2026-06-26 gr-qc hep-th quant-ph
Entanglement in a spin system with inverse square statistical interaction
利用分数阶统计方法研究了具有有效基本自由度的系统的基态纠缠度。为此，我们明确地构建了一个链的$N$自旋与平方反比相互作用（Haldane-Shastry模型）在外部均匀磁场的存在下的基态。对于这样一个零温系统，我们计算了有限尺寸和热力学极限下的基态纠缠。我们将量子关联的行为与发生在饱和场中的自旋凝聚现象联系起来。
2010-03-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Distributed Quantum Sensing Using Continuous-Variable Multipartite Entanglement
分布式量子传感利用多个传感器之间的量子相关性来增强对未知参数的测量，从而超出非纠缠系统的限制。我们描述了一个传感方案，使用连续变量的多体纠缠，以提高分布式传感领域的正交位移。通过使用无损分束器阵列划分多个零差传感器节点之间的压缩真空状态，我们获得了与节点数量成反比的均方根（rms）估计误差（海森堡缩放），而不利用纠缠的分布式传感器的均方根误差与节点数量的平方根成反比（标准量子极限缩放）。我们的传感器的缩放优势被破坏的损失，但它仍然保留了均方根误差的优势，在设置中，有适度的损失。我们的分布式传感方案可用于校准连续变量量子密钥分发网络，执行多传感器冷原子温度测量，并做分布式干涉相位传感。
2018-03-27 quant-ph
Tripartite entanglement and matrix inversion quantum algorithm
讨论了纠缠在Harrow-Hassidim-Lloyd（HHL）算法中的作用。在HHL算法的每一步我们都计算了所有的三方纠缠。在第一步量子相位估计中产生了三重纠缠。然而，事实证明，除了非常罕见的情况下，产生的纠缠量不是最大的。在第二个旋转步骤中，一些三重纠缠被湮灭。因此，减少了网的三重纠缠。在最后的逆QPE步骤中，矩阵求逆任务是以纠缠完全湮灭为代价完成的。这一结果的影响进行了讨论。
2022-03-21 quant-ph
Entanglement Structure in Expanding Universes
利用粒子探测器模型研究了deSitter时空中量子场的纠缠。通过考虑两个同动探测器与标量场相互作用时的纠缠，将标量场交换到探测器上，就可以探测到标量场的纠缠。对于无质量的最小标量场，我们发现当探测器之间的物理距离超过哈勃视界尺度时，探测器之间的纠缠将不能被探测到。这种行为支持了暴胀时期产生的量子涨落的经典性质。
2013-05-17 gr-qc quant-ph
Active control of qubit-qubit entanglement evolution
在这项工作中，我们提出了一个方案来设计两个量子比特之间的纠缠熵的时间演化。它示出了一个明确的精确的解决方案的反问题，确定的时间依赖性的耦合常数从用户定义的动力学纠缠函数。这种纠缠的主动控制可以在耦合量子比特的许多不同的物理实现中实现，我们简要地评论了相互作用通量量子比特的使用。
2010-05-20 quant-ph
Inverse Hamiltonian design of highly-entangled quantum systems
本研究将基于自动微分的逆设计框架应用于量子自旋系统，可自动找到高纠缠哈密顿量，揭示了键依赖各向异性相互作用对量子纠缠的放大作用，为新型量子系统自动化设计铺路。
2024-02-24 cond-mat.str-el quant-ph
Linear growth of the entanglement entropy and the Kolmogorov-Sinai rate
经典动力系统中的熵产生率由系统的所有正李雅普诺夫指数之和给出的柯尔莫哥洛夫-西奈熵率$h_{\mathrm{KS}}$表征。我们证明了这个结果的量子版本有效的玻色子系统不稳定的二次哈密顿量。推导考虑到与时间相关的哈密顿与Floquet不稳定性的情况下。我们发现，高斯态的纠缠熵$S_A$在不稳定系统中线性增长了很长时间，其速率$Λ_A \leq h_{KS}$由李雅普诺夫指数和子系统$A$的选择决定。我们应用我们的结果分析纠缠生产不稳定的二次势和由于周期性量子猝灭多体量子系统。我们的结果是相关的量子场论，我们提出了三个应用程序：标量场的破缺潜力，参数共振后通货膨胀的再加热和宇宙学扰动在通货膨胀。最后，我们推测在半经典态下制备的混沌量子系统的纠缠增长中也会出现相同速率的$Λ_A$。
2018-02-26 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Entanglement and localization transitions in eigenstates of interacting chaotic systems
研究了强混沌子系统本征态中的纠缠和局域化随相互作用强度的变化。最好的测量方法是冯诺伊曼熵、哈弗尔达-查夫-查利斯熵和平均参与率倒数。所有的熵都遵循一个非常简单的指数形式，它描述了一个普遍且快速的过渡到几乎最大的纠缠以增加相互作用强度。子系统的平均逆参与率和纯度之间的一个意外的精确关系推导出的本地化以及推断的过渡。
2016-01-26 cond-mat.str-el nlin.CD quant-ph
Quantum channels that preserve entanglement
设M和N是满矩阵代数。一个单位完全正映射<$：\otimes被称为保持纠缠，如果它的膨胀<$\otimes N具有以下性质：对于\otimes N的每个最大纠缠纯态ρ，ρ \circ（<$\id_N）是\otimes N的纠缠态。我们发现，有一个二分法中，每一个UCP地图，是不是纠缠打破的意义上的Horodecki-Shor-Ruskai必须保持纠缠，和纠缠保持地图的每一个可能的秩存在丰富的。我们还表明，概率为1，{ \em所有} UCP地图相对较小的秩保持纠缠，但这是不是这样的UCP地图的最大秩。
2008-01-17 math.FA math.OA quant-ph
Infinite violation of Bell inequalities in inflation
研究了暴胀中标量场的初量子态对Bell-Mermin-Klyshko（BMK）不等式的破坏.我们证明了标量场的双模压缩态Bunch-Davies真空极大地违反了贝尔不等式。然而，我们发现，违反BMK不等式不增加的模式的数量来衡量。然后我们考虑由两个标量场的四模压缩态表示的非Bunch-Davies真空。值得注意的是，我们发现，违反BMK不等式增加指数模式的数量来衡量。这表明，即使量子纠缠由于退相干而呈指数衰减，我们的宇宙具有量子力学起源的一些证据也可能在CMB数据中幸存下来。
2017-05-17 gr-qc hep-th quant-ph
Indirect detection of gravitons through quantum entanglement
我们提出了一个实验，通过韧致辐射的引力子噪声破坏了悬挂在等臂干涉仪末端的两个宏观镜之间的纠缠。通过计算噪声的关联函数，由退相干泛函得到退相干时间。我们估计，对于40 km长的臂和40 kg重的镜，由暴胀产生的压缩态引力子噪声引起的退相干时间约为20秒。我们的分析表明，观测量子纠缠的退相干时间具有间接探测引力子的潜力。这种对引力子的间接探测将为量子引力提供强有力的证据。
2021-03-30 gr-qc hep-ph hep-th
Inflation is Not Magic
该研究指出，暴胀期间产生的量子扰动虽然具有量子特性，但可通过经典算法高效模拟，其量子魔法为零，表明宇宙早期状态在量子层面具有低魔法特性。
2025-12-10 gr-qc hep-th quant-ph
Quantum many-body scars with tunable entanglement and Hamiltonian inverse design from ZX-calculus
University of Oxford（牛津大学）
研究利用ZX演算构建分形多体状态，结合多种方法为三角形族得到无挫折哈密顿量，构造局部变形产生混沌能级统计并嵌入量子多体伤疤，证明ZX演算可用于哈密顿量逆设计，构建相关量子多体伤疤等。
2026-10-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Parity-symmetry-adapted coherent states and entanglement in quantum phase transitions of vibron models
我们提出了适应宇称对称性的相干（“薛定谔猫”）态，为有限（$N$）尺寸分子的振子模型的基态和第一激发态提供了显着的变分描述。Vibron模型在控制参数的临界值$ξ_c$处经历量子形状相变（从线性到弯曲）。这些试验猫态揭示了振动旋转纠缠线性（$L$）和冯诺依曼（$S$）熵从零到$L^{(N)}_{\rm cat}(ξ)\simeq 1-{2}/{\sqrt{πN}}$ [与$L^{(N)}_{\rm max.}(ξ)=1-{1}/{(N+1)}$比较]和$S^{(N)}_{\rm cat}(ξ)\simeq \frac{1}{2} \log_2(N+1)$的突然增加，分别高于临界点$ξ>ξ_c$，与精确的数值计算一致。我们还计算逆参与比，这些猫状态捕获突然离域的基态波包跨越临界点。用超几何函数的形式给出了纠缠熵和变分态参与比的倒数作为$N$和$ξ$的函数的解析表达式。
2014-09-19 math-ph math.MP quant-ph
Relative entanglement entropy of thermal states of Klein-Gordon and Dirac quantum field theories
本文计算了在超静态（自旋）时空的柯西超曲面中，线性、有质量的Klein-Gordon和Dirac量子场论在两个相距非零距离$d$的区域上的热态在逆温度$β$下的相对纠缠熵的上界.这种纠缠度量是有界的负常数倍$\ln | \tanh (πd/ 2 β) |$，这表明幂律衰减渐近$d$的指数依赖于$β< \infty$。
2020-02-23 gr-qc hep-th math-ph
Entanglement and correlations between local observables in de Sitter spacetime
University of York（约克大学）；Radboud University（拉德堡德大学）；Louisiana State University（路易斯安那州立大学）；Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）
研究通过局部方法发现de Sitter时空曲率增强局部模式关联但减少纠缠，揭示宇宙学常数对真空纠缠结构的影响。
2026-03-03 gr-qc hep-th math-ph
