Black Hole Firewalls and Quantum Mechanics
该研究通过时间反演不变性与幺正演化分析黑洞火墙,将黑洞时间划分为无火墙可探测的短周期,拼接后看似出现的火墙可通过变换消除,且需有限维希尔伯特空间,结论与Strauss和Whiting的近期研究相悖,揭示火墙变换可消除早晚粒子间的纠缠。
2024-01-30 gr-qc math-ph math.MP
Entanglement's Benefit Survives an Entanglement-Breaking Channel
纠缠态在量子信息的许多应用中是必不可少的,但它很容易被与环境相互作用产生的量子退相干所破坏。我们报告的第一个实验演示的纠缠为基础的协议,是弹性的损失和噪声破坏纠缠。具体地说,尽管信道噪声超过阈值8.3 dB的纠缠打破,窃听免疫通信实现之间的爱丽丝和鲍勃使用纠缠源时,但没有这样的免疫性是可获得的,当他们的源是经典的。结果证明,纠缠可以有益地利用在有损和噪声的情况下,即,in practical实际scenarios场景.
2013-03-21 quant-ph
Acoustic Firewalls: Analogue Gravity Perspective on the AMPS Paradox
Nantong University(南通大学);Kuban State University(库班国立大学);Joint-Stock Company “Center for Research and Development”(联合股份公司“研究与发展中心”);Shenzhen MSU-BIT University(深圳北理莫斯科大学)
研究从类比引力视角探讨 AMPS 悖论,通过转录论点到声子辐射,得出声学防火墙概念,虽未解决信息悖论,但给出可证伪预测,即特定微分声子量热法信号在玻色 - 爱因斯坦凝聚体类比佩奇时间后出现。
2026-07-21 cond-mat.quant-gas gr-qc quant-ph
Firewalls and flat mirrors: An alternative to the AMPS experiment which evades the Harlow-Hayden obstacle
如果量子引力不会导致可预测性的崩溃,那么Almheiri,Marolf,Polchinski和Sully(AMPS)认为,落入黑洞的观察者可以进行一项实验,验证纠缠单配偶制的违反-晚期霍金辐射与早期霍金辐射以及下落辐射的最大纠缠-这在量子场论中是不可能的。然而,正如海登和哈洛指出的那样,这个实验是不可行的,因为进行实验所需的时间几乎肯定比黑洞的寿命更长。在这里,我们提出了一个替代的防火墙实验,实际上可以在黑洞的生命周期内进行。另一个实验是形成一个纠缠的黑洞,在这个实验中,信息的解读是在黑洞形成之前在量子存储器上预先计算的,而不对形成黑洞或从黑洞中出现的物质起作用。这将使黑洞附近的观察者能够比光更快地发出信号。作为我们的预计算策略的另一个应用,我们展示了如何产生纠缠的黑洞,它的作用就像“平面镜”,在这个意义上,信息几乎是立即出现的(如海登-普雷斯基尔场景),但也出现unscrambled,所以它实际上也可以立即观察到。最后,我们证明了一个与自身辐射处于热平衡的黑洞,与自身辐射无关。
2014-01-07 hep-th quant-ph
Quantum entanglement in de Sitter space with a wall, and the decoherence of bubble universes
研究了deSitter空间中两个因果不连通的开图之间自由质量标量场的泡壁对纠缠熵的影响。我们假设在开放的图表之间有一个三角函数墙。这可以被认为是德西特空间中泡泡宇宙的成对创造模型。我们首先推导出在开图坐标系中有壁存在时标量场的欧几里德真空模函数。然后,我们推导出Bogoliubov变换之间的欧几里德真空和开图真空,使约化的密度矩阵对角。我们发现更大的壁导致更少的纠缠。我们的结果可以看作是泡沫宇宙相互退相干的证据。我们还注意到我们的结果和黑洞防火墙问题的讨论之间的一个有趣的关系。
2018-02-24 gr-qc hep-th quant-ph
Evolution of two-mode quantum states under a dissipative environment: which quantum resource survives better, squeezing or entanglement?
本研究探讨两模高斯态的压缩与纠缠在不同耗散环境下的相对鲁棒性,发现资源存活优劣取决于耗散环境性质与初始压缩量,可为量子信息处理协议选择更优资源以提升性能。
2022-01-20 quant-ph
Fermionic entanglement that survives a black hole
我们引入了任意数量的可访问的模式时,分析两个合作伙伴爱丽丝和罗布之间的Unruh效应造成的二分纠缠退化。在单模近似下,由于泡利不相容原理,费米子场只有少数几个可激发能级,而玻色子场则有无限多个可激发能级。这被认为是证明纠缠生存的费米子的情况下,在SMA无限加速极限。在这里,我们放松SMA。因此,当观察者罗布加速时,即使是费米子场,也会激发出无限多的模式。我们将证明,尽管与玻色子的情况类似,纠缠损失是有限的。我们将表明,这来自费米子统计通过特征结构,它强加在无限维密度矩阵罗布。令人惊讶的是,幸存的纠缠是独立的特定的最大纠缠状态的选择,所分析的费米子场的种类,以及所考虑的可访问模式的数量。我们将讨论这种幸存的纠缠是否超越了纯粹的统计相关性,从而深入了解黑洞信息悖论。
2009-10-22 quant-ph
Quantum Circuit Model of Black Hole Evaporation
我们考虑一个描述黑洞蒸发过程的量子线路模型。我们具体研究了这个模型所代表的多体纠缠的行为,发现纠缠结构依赖于黑洞的质量$M$和霍金辐射的频率$ω$ .对于足够小的$Mω$值,黑洞和辐射系统成为一个可分离的状态后,页面时间和防火墙状结构出现。相反,对于较大的$Mω$值,黑洞和辐射之间的纠缠不会丢失。这些行为表明,由于多体纠缠的单偶性,霍金辐射的低频模破坏了黑洞与发射的霍金辐射之间的量子关联.
2018-11-13 gr-qc quant-ph
Some Entanglement Survives Most Measurements
本文研究非投影测量制备量子系统的局限性,证明在弱测量序列下,除非测量算符变为完全投影,否则系统与环境间某些纠缠必然保留,并给出相关结果。
2024-02-26 quant-ph
Entanglement of a two-mode squeezed state in a Gaussian environment
一些非经典性质,如压缩,亚泊松光子统计或光子数分布的振荡可能会在相位敏感环境中比在相位不敏感环境中存活更长时间。我们研究纠缠,这是一个模式间的非经典功能,也可以生存更长的时间在相位敏感的环境。从单模情况出发,我们发现使环境相敏并不能延长纠缠。
2002-07-21 quant-ph
Black Hole Entanglement and Quantum Error Correction
最近Almheiri等人认为,黑洞的互补性使量子信息理论的基本规则,如纠缠的一夫一妻制变得紧张。基于这一论点,我们发展了一个实用的框架来描述黑洞蒸发通过酉时间演化,基于全息的观点,其中所有的黑洞自由度生活在拉伸的地平线上。我们将视界模型化为一个具有有限熵的幺正量子系统,并且不假设视界几何是光滑的。然后,我们表明,与温和的假设,可以重建当地的有效场论的观测值,探测黑洞内部,相对于视界附近的状态看起来像一个当地的闵可夫斯基真空。重建利用了量子纠错码的形式,并适用于纠缠熵尚未饱和的Bekenstein-Hawking界的黑洞态。我们的一般框架澄清了黑洞最终状态的建议,并允许定量研究的过渡到“防火墙”制度的最大混合黑洞国家。
2012-11-29 hep-th quant-ph
Entanglement preserving local thermalization
我们调查是否纠缠可以生存的热化的子系统。我们提出了这个问题的两个等价公式:(1)两个孤立的代理,访问只有预先共享的随机性,可以局部热化任意输入状态,同时保持一定的纠缠?(2)可以热化局部热浴,这可能是经典相关的,但不交换信息,局部热化任意输入状态,同时保持一定的纠缠?我们回答这些问题的积极在每一个非零温度,并提供的保留纠缠量的界限。我们提供明确的协议,并讨论其热力学解释:我们认为,根本的机制是一个加速的子系统热化过程。我们还提出了多部系统的扩展。我们的研究结果表明,纠缠可以生存本地执行热化过程访问只有经典的相关性作为一种资源。他们还建议对该渠道保护资源的能力以及全球和地方动态之间的兼容性进行更广泛的研究。
2020-04-09 quant-ph
Macroscopic thermal entanglement due to radiation pressure
物理系统中的纠缠和量子行为能在任意高温下生存吗?在这封信中,我们表明,这是一个电磁场模式的情况下,在一个光学腔与可移动的镜子在热状态。我们还确定了两个不同的动力学制度的纠缠产生分离的临界耦合强度。
2006-01-25 quant-ph
Reply on "Comment on 'Role of initial entanglement and non-Gaussianity in the decoherence of photon-number entangled states evolving in a noisy channel' "
在最近的工作(Allegra等人,Phys.Rev.Lett. 105,100503,2010),我们解决了光子数纠缠态在噪声高斯信道中的演化。利用几个非等价的可分性判据,我们发现了高斯PNES纠缠存在时间更长的证据,并由此对这一结果的普遍性提出了一个猜想。在他们对我们工作的评论中,Lee等人使用了一个额外的纠缠判据(NDPT),这使得他们能够对我们的猜想给出一些反例,即,非高斯态,其纠缠持续时间更长。在这个答复中,我们认为,虽然在我们的原始信件中没有缺陷或中心错误,但如果包括NDPT准则,则该猜想在严格意义上是不可维持的。尽管如此,对于评论中提出的违反猜想的非高斯态例子,剩余纠缠度极低。因此,这些状态以及其他类型的状态是否可以在量子通信协议中代表有用的资源仍然是一个悬而未决的问题。
2011-12-14 quant-ph
Quantum interference and evolution of entanglement in a system of three-level atoms
我们考虑一对三能级原子与真空的相互作用。分析了由自发发射引起的退纠缠过程以及主跃迁间的量子干涉在此过程中的作用。我们表明,干扰的存在可以减缓解纠缠。在最大干涉极限下,初始纠缠的一部分可以继续存在。
2006-06-22 quant-ph
Cosmological Expansion Induces Interference Between Communication and Entanglement Harvesting
University of Waterloo(滑铁卢大学);Institute for Quantum Computing, University of Waterloo(滑铁卢大学量子计算研究所);Perimeter Institute for Theoretical Physics(理论物理前沿研究所)
研究宇宙膨胀环境下通信关联与真实纠缠获取之间的相互作用,发现宇宙膨胀通过干涉影响探测器获取的纠缠,展开探测器因缺乏时间反演对称性导致纠缠抑制,而固定大小探测器仍能获取显著纠缠。
2026-02-10 gr-qc hep-th quant-ph
Do black holes create polyamory?
当然不是,但如果一个人相信量子引力理论中的信息不能被摧毁,那么当我们考虑蒸发黑洞时,我们就会遇到与量子理论明显的矛盾。即违反了不可克隆定理或纠缠一夫一妻制原则。在这里,我们证明了这两种违反都不需要成立,因为在论证黑洞导致克隆或非一夫一妻制时,人们需要假设时空中两点之间的张量积结构,而这两点可以被视为因果联系。在后一种情况下,人们违反了空间的半经典因果结构,这是一个严格弱于克隆或非一夫一妻制的含义。我们表明,缺乏一夫一妻制,可以出现在蒸发的时空是一个允许在量子力学,是非常自然的关系到缺乏一夫一妻制的相关性的输出测量在一个单一的系统的后续实例的时间。一个特别的例子是Horowitz-Maldacena的提议,我们认为它不一定会导致克隆或违反纠缠一夫一妻制。对于那些看起来要离开一个黑洞的系统的测量,我们引入了时间积的概念,并认为它和张量积一样是一个自然的测量选择。对于黑洞,张量积和时间积具有相同的测量统计量,但导致不同类型的非单偶关联,前者在量子理论中是禁止的,而后者是允许的.在AMPS防火墙实验中,我们发现纠缠结构发生了变化,在下落的霍金伙伴和早期的出射霍金辐射之间必须存在纠缠,这令人惊讶地抑制了纠缠单配偶制的破坏。
2017-02-27 gr-qc hep-th quant-ph
Multi-photon, multi-mode polarization entanglement in parametric down-conversion
我们研究了在任何增益制度下有效的多模模型的框架中产生的第二类自发参量下转换的光的偏振的量子特性。我们发现光子对的微观偏振纠缠在高增益区(多光子区)以所有描述偏振自由度的Stokes算符的非经典关联的形式存在。
2003-06-19 quant-ph
Enhancement of Entanglement via Josephson Parametric Amplifier in a Dual Cavity-Magnon System
本文提出利用约瑟夫森参量放大器在双腔-磁振子系统中产生压缩真空场,实现腔-腔、腔-磁振子及光子-磁振子-光子三体纠缠,并发现腔-腔纠缠更强更耐热,为多体量子关联提供实用方案。
2024-02-25 quant-ph
Protecting Bi-Partite Entanglement by Quantum Interferences
我们表明,真空诱导的相干性在三能级原子系统中可以导致保存的二分纠缠,当两个这样的原子被制备为两个初始纠缠的量子比特,每个独立地与各自的真空库相互作用。我们计算了两个不同的Bell态的纠缠度随时间的演化,并证明了大量的纠缠可以在很长的时间内存在。两个量子比特之间的纠缠量强烈依赖于每个量子比特中非正交跃迁的比例,可以超过50%。
2010-04-05 quant-ph
Entanglement as Memory: Mechanistic Interpretability of Quantum Language Models
Stanford University(斯坦福大学)
研究通过因果门消融、纠缠追踪和密度矩阵交换干预,揭示量子语言模型在长程依赖任务中单量子比特与双量子比特模型的机制差异及噪声-表达性权衡。
2026-03-27 cs.CL quant-ph
Thermally stable multipartite entanglements in the frustrated Heisenberg hexagon
在反铁磁自旋为1/2的海森堡六边形中发现了热稳定的多体纠缠量子态。对模型进行了精确求解,得到了特征值和特征函数的全部解析表达式。基于几个热力学观测量,从并发度和纠缠见证者的角度对各种类型的纠缠进行了检测和表征。纠缠特性的变化与温度和挫折进行了讨论。尽管挫折反对两体纠缠,但它有利于多体纠缠。纠缠态表现出鲁棒性对热效应的存在下的挫折,他们被发现在任何温度下生存。
2017-06-27 quant-ph
Quantum correlations and entanglement in a model comprised of a short chain of nonlinear oscillators
本文讨论了由三个Kerr型非线性振子组成的一个模型,该振子由两个外相干场模泵浦。我们证明了该系统可以看作是非线性量子剪刀,表现为三量子比特模型。在这种情况下,即使系统中存在阻尼效应,也可以产生不同类型的三重纠缠态。即使在很长一段时间内,一定量的这种纠缠也能存活下来。讨论了该模型子系统间的二体纠缠流以及一阶关联、二阶关联与纠缠之间的关系。
2016-11-04 quant-ph
Quantum typicality survives non-Abelian gauge constraints: exact analytical prediction confirmed in $SU(2)$ lattice gauge theory
College of Physics, Jilin University(吉林大学物理学院);Computer Science, University of York(约克大学计算机科学系)
通过$SU(2)$格点规范理论,证明量子典型性在物理希尔伯特空间中仍然成立,并给出无参数解析预测,表明关联增长需要非典型初始条件。
2026-06-29 gr-qc hep-th math-ph
Entanglement and nonlocality of a single relativistic particle
最近的研究表明,纠缠和非定域性的概念必须认真对待,即使在系统中只由一个粒子。然而,这些处理都是非相对论的,如果单粒子纠缠是基本的,它也应该坚持相对论的描述。在这里,我们考虑一个自旋为1/2的粒子在两个不同的速度叠加,观察者在不同的相对论增强惯性系。我们证明了纠缠在光速下仍然存在,并且增强的观察者会看到单粒子违反贝尔不等式。我们还讨论了如何量子门可以实现这种方式和量子信息处理的可能影响。
2009-01-07 quant-ph
Surviving Entanglement in Optic-Microwave Conversion by Electro-Optomechanical System
在量子技术的最近发展中,已经广泛地研究了量子信号的频率转换。研究了在双模压缩真空态中,对其中一个模施加电光机械频率转换方案所产生的光-微波纠缠。我们量化了转换后的双模高斯态的纠缠度,分析了态的纠缠度随电光机械系统参数的变化。此外,我们还证明了高纠缠态转换后的纠缠存在一个上界。该研究为量子照明系统的实用化提供了理论平台。
2021-02-05 quant-ph
Smooth and sharp creation of a Dirichlet wall in 1+1 quantum field theory: how singular is the sharp creation limit?
我们提出并利用相对论性量子场论中边界条件的一个简单的形式。我们考虑$(1+1)$维平坦时空中的无质量标量场,并想象从没有边界条件到有一个双面狄利克雷镜的平滑过渡。预期地,这样做的行为会产生一股真实量子流,这些量子流在镜子被创建时从镜子中发出。我们表明,局部应力能量张量的流量是有限的,只有当红外截止被引入,无论多么缓慢的镜子创建,与Obadia和Parentani的微扰结果。在瞬时镜像产生的极限下,注入场中的总能量变成紫外发散的,但是通过无限能量爆发的昂鲁-德威特粒子探测器的响应仍然是有限的。真空纠缠提取和黑洞防火墙的影响进行了讨论。
2017-01-09 gr-qc hep-th quant-ph
Two distinguishable impurities in BEC: squeezing and entanglement of two Bose polarons
研究了玻色-爱因斯坦凝聚体中两个非耦合杂质的纠缠和压缩。我们把它们看作是两个量子布朗粒子与一个由凝聚体的Bogoliubov模组成的浴相互作用。导出的类Langevin量子随机方程具有记忆效应。我们研究两种情况:(i)在没有外部势的情况下,我们观察到纠缠的突然死亡;(ii)在存在外部谐波势的情况下,纠缠甚至在渐近时间极限处仍然存在。我们的研究认为,实验可调参数。
2018-11-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Entanglement Preserving in Quantum Copying of Three-qubit Entangled State
研究了三比特纠缠态在局域和非局域复制过程中量子纠缠的保留程度,并研究了三比特纠缠态的迭代量子复制.三量子比特系统可能存在三量子比特间纠缠和两量子比特间纠缠。我们发现,本地和非本地复制过程中的三粒子系统中的量子纠缠退化由于复制输出和复制机之间的残留相关。我们还证明了在局域克隆过程中,两个量子比特间的纠缠比三个量子比特间的纠缠更好地保持。我们发现,非局域克隆比局域复制更有效地实现了广播纠缠,并且通过非局域克隆得到的输出态比局域克隆得到的输出态具有更好的保真度。
2004-02-10 quant-ph
Distance and Coupling Dependence of Entanglement in the Presence of a Quantum Field
我们研究了两个耦合探测器之间的纠缠,其内部自由度由谐振子建模,与一个共同的量子场相互作用,特别注意两个研究较少但重要的功能:有限分离和直接耦合。距离相关性在量子隐形传态和相对论量子信息中是必不可少的。作为环境的量子场的存在符合两个振荡器之间的间接相互作用,在有限分离的非马尔可夫性质,这与它们之间的直接耦合竞争。这两个因素之间的相互作用导致了丰富多样的有趣的纠缠行为在后期。我们表明,在先前的工作中报告的纠缠行为假设没有分离的检测器之间可以在最好的是一个短暂的效果在很短的时间,并声称这种行为代表晚时间纠缠是错位的。直接耦合的探测器之间的纠缠进入了宏观量子现象和其他前沿问题的考虑。我们发现,与之前报道的非直接耦合情况相比,在两个探测器之间的直接耦合情况下,纠缠可以维持在有限的距离上,其中纠缠不能在分离超过几个逆高频截止尺度时存活。这项工作为进一步系统研究连续变量量子系统的纠缠行为提供了一个坚实的平台。
2015-05-12 hep-th quant-ph
Universal Quantum Entanglement between an Oscillator and Continuous Fields
量子纠缠在光机械和机电系统中得到了广泛的应用。最简单的这种系统是与相干光束相互作用的机械振荡器,而振荡器也遭受热退相干。对于这个系统,我们表明,量子纠缠总是存在于振荡器和连续的出射场之间-即使当环境温度很高,振荡器是高度经典的。这种普遍的纠缠也被证明是能够生存一个以上的振荡周期,如果光机械相互作用的特征频率大于热噪声。此外,我们还导出了与振子最大纠缠的有效光模,这将有助于未来的量子计算和将信息编码为机械自由度。
2009-08-31 quant-ph
Copying of entangled states and the degradation of correlations
我们调查的程度纠缠生存时,一对相关的两态系统被复制使用本地或非本地的过程。我们展示了复制过程是如何降低纠缠度的,这是由于复制的输出和复制机(本身由量子比特组成)之间的残余相关性。
1998-08-24 quant-ph
The role of initial entanglement and nonGaussianity in the decoherence of photon number entangled states evolving in a noisy channel
研究了噪声信道中连续变量纠缠的退化问题,重点研究了光子数纠缠态的演化。我们利用几个可分性标准,并将所得的分离时间与任何时候的非高斯值进行比较,从而表明在低温区域:i)非高斯性是纠缠的相对熵的界限和ii)Simon'标准也为非高斯态提供了分离时间的可靠估计。我们提供了几个证据支持的猜想,高斯纠缠是最强大的抗噪声,即它生存的时间比非高斯的,这可能是一个普遍的功能CV系统在马尔可夫信道。
2010-07-30 quant-ph
Long distance entanglement in one-dimensional quantum systems under sinusoidal deformation
研究了一维量子自旋系统在正弦形变下的纠缠产生。在该系统中,根据位置相关函数\sin^α [ \frac π{N}(x - \frac{1}{2})]修改哈密顿量中每个局部项的能量标度,其中x是局部项的位置,N是系统的长度。我们证明了在零温度下,具有α \ge 2的系统即使在两个自旋相距无限远的情况下,也能够在两个自旋之间产生相当大的纠缠。这种长距离纠缠对热波动是相当鲁棒的,并且以代数形式存活到随着系统大小缓慢衰减的温度。
2013-05-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum entanglement in photosynthetic light harvesting complexes
光合生物的光捕获组件是复杂的,耦合的,多体量子系统,其中电子相干性最近被证明可以存活相对较长的时间尺度,尽管其环境的散肩效应。在此背景下,我们分析了多发色团光捕获复合物中的纠缠,并通过提出纠缠的充分必要条件和推导出全球纠缠的度量来建立量化纠缠的方法。然后将这些方法应用于Fenna-Matthews-Olson(FMO)蛋白质,以提取纠缠的初始状态和温度依赖性。我们发现,虽然FMO在自然条件下主要包含二聚发色团之间的二分纠缠,少量的远程和多组分纠缠存在,即使在生理温度。这是第一次严格量化生物系统中的纠缠。最后,我们讨论了纠缠在密集堆积的分子聚集体,如捕光复合物的实际利用。
2010-06-07 physics.bio-ph quant-ph
Entanglement-enhanced quantum rectification
量子力学决定了材料的能带结构,这对功能电子元件至关重要。随着设备的小型化,通过叠加和纠缠原理开发量子力学的全部潜力成为可能。我们提出了一类新的量子整流器,它可以利用纠缠通过耦合两个小的自旋链通过一个有效的双缝接口显着提高性能。仿真结果表明,即使在小系统中,整流也能提高几个数量级,并且这种效果在嘈杂的环境中仍然存在。我们的研究结果揭示了量子纠缠在看似矛盾的应用中的重要性,如热量和噪声控制。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum ranging with Gaussian entanglement
众所周知,纠缠可以使量子信息处理任务受益。量子照明,当第一次被提出时,是令人惊讶的,因为纠缠的好处生存纠缠破坏噪音。从那时起,许多人致力于研究噪声环境下的量子传感。然而,这种方案的适用性仅限于二进制量子假设检验场景。在目标检测方面,这种方案每次询问单个极化-方位角-仰角-距离-多普勒分辨率仓,限制了对雷达检测的影响。我们解决这个二进制假设的限制,提出了一个量子测距协议增强纠缠。通过制定一个测距任务作为一个多元假设检验问题,我们表明,纠缠使一个6 dB的优势,对最佳的经典方案的误差指数。此外,所提出的测距协议还可以用于实现脉冲位置调制的纠缠辅助通信协议。我们的测距协议揭示了纠缠在一般量子假设检验任务中的潜力,并为具有可证明的量子优势的量子测距雷达铺平了道路。
2021-04-01 quant-ph
Dynamic entanglement in oscillating molecules and potential biological implications
我们证明了纠缠可以持续重现振荡的双自旋分子,耦合到一个热和嘈杂的环境中,没有静态纠缠可以生存。该系统代表了一个非平衡量子系统,通过振荡运动驱动,防止达到其(可分离的)热平衡状态。环境噪声与驱动运动一起,通过周期性地重置系统,发挥了建设性的作用,即使它会像往常一样破坏纠缠。作为一个组成部分,本简单的机制支持这样的观点,即纠缠也可以存在于暴露于热环境和高水平的去相干的系统中,这是我们所期望的,例如生物系统。我们的研究结果进一步表明,纠缠在分子机器和环境之间的热交换中起着重要作用。我们的模型与捕获离子的实验模拟是在目前最先进的量子技术的范围内。
2009-10-31 quant-ph
Magnetic shielding of quantum entanglement states
在外加磁场的作用下,确定了任意自旋为1/2的铁磁或反铁磁二聚体海森堡系统的量子纠缠度量。作为热量子纠缠度量的物理量是通过希尔伯特-施密特范数定义的状态之间的距离。已经证明,对于铁磁系统,根本没有纠缠。然而,尽管在外加磁场下,反铁磁自旋1/2二聚体在低于退相干温度的温度下表现出纠缠-在退相干温度以上纠缠消失。此外,退相干温度与交换耦合常数成正比,与外加磁场无关,因此纠缠不可能被外磁场破坏--{量子纠缠态的\it磁屏蔽效应}现象。讨论了双核亚硝酰铁配合物[Fe $_2$(SC $_3$ H $_5$ N $_2$)$_2$(NO)$_4$ ]的这种效应,可以预见,即使在特斯拉数量级的高磁场下,量子纠缠仍然存在。
2018-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Entanglement behavior of quantum states of fermionic system in accelerated frame
本文研究了加速标架下费米子系统量子态的纠缠行为。与标量情况不同,费米子最大纠缠态的纠缠即使在无限加速度极限下也存在。对于费米子系统,讨论了可以考虑超越单模近似的方法。然而,由于费米子系统的特殊性质,关于费米子系统的正确物理结构一直存在着不同的看法。最近,Marco和Martín-Martínez提出了一种超越单模近似的方法。利用Albero和Martín-Martínez提出的结构,研究了加速标架下费米子系统量子态的纠缠行为.我们发现,Albero和Martín-Martínez的方法似乎是有效的。同时,我们还可以得到加速标架下费米子系统中量子态的适当纠缠行为(我们的结果可以修正以前发表在Phys.Rev.A83052306中的结果)。
2012-05-03 quant-ph
Divergence of the entanglement range in low dimensional quantum systems
研究了一类一维量子自旋模型中接近于可分基态的两两纠缠。当T=0时,我们发现这种基态在哈密顿参量空间中形成了不同的区域,它们具有不同的纠缠类型,即平行和反平行纠缠;我们进一步证明,当接近可分离的基态时,共现的范围是发散的,因此证明了这样的态,具有不相关的涨落,是通过纠缠的长距离重新洗牌来实现的。我们将我们的结果推广到玻色子和费米子系统中发生的量子相变的分析。最后,有限温度的影响被认为是:在T>0,我们的证据存在一个区域,没有成对纠缠生存,所以纠缠,如果存在,是真正的多体。
2006-09-07 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Entanglement verification of noisy N00N states
纠缠的量子态,如N00N态,由于其量子增强的性能,对于量子技术是非常重要的。与此同时,当它们受到不完美的影响时,它们的量子相关性相对脆弱。因此,确定在哪些情况下可以利用它们独特的量子特征至关重要。本文研究了噪声N00N态的纠缠特性。这类状态是N00N状态的概括,包括各种衰减效应,例如混合、恒定或波动损耗和失相。为了验证它们的纠缠,我们采用了两种策略:基于检测的纠缠证人和纠缠准概率。这两种方法的结果,从我们所谓的可分性特征值方程的解决方案。特别是,纠缠准概率允许一个完整的纠缠特性。作为我们的一般治疗的例子,N00N状态的情况下进行高斯退相和波动的大气损失明确研究。在任何相关的波动损失通道,纠缠被发现生存的非零transmittance。此外,我们的方法的一个扩展到多体系统,并在相空间中的量子光学非经典性的关系进行了讨论。
2017-07-18 quant-ph
Quantum interference and entanglement induced by multiple scattering of light
本文研究了任意数量的光学量子态通过多重散射介质时的量子干涉效应。我们确定了量子干涉对光子关联和两个输出模式之间的连续变量纠缠度的作用。研究表明,量子干涉效应在所有无序集合中平均化后仍然存在,并表现为光子相关性的增加,从而引起光子反聚束。最后,预测了体散斑图中连续变量纠缠关联的存在。我们的研究结果表明,多重散射提供了一个有前途的方式相干干涉许多独立的量子态的光的潜在用途在量子信息处理。
2010-06-01 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Strong entanglement of spins inside a quantum domain wall
尽管电子自旋和自旋-自旋交换相互作用的概念本质上是量子力学的,但磁畴壁(DW)被广泛认为是物理学界的经典对象。一个有趣的问题是,DWs是否可以在量子水平上生存并获得量子特性,如纠缠。在这里,我们表明,在DW的自旋是高度纠缠在他们的量子描述。磁性DW的总磁化强度是非零的,这是集体自旋态的全局纠缠的表现。这些结果大大加深了我们对磁性DW的理解,并使DW在量子信息科学中的应用成为可能。基本的物理学可以推广到skyrmions,使他们也可以发挥作用,在量子信息处理。
2018-01-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Galilean boost invariance does not survive the trace: symmetry breaking in open quantum systems
guane Enterprises, R+D+I Unit(guane企业公司研发部);Grupo de Física Atómica y Molecular, Instituto de Física, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Antioquia(安第斯大学自然科学学院物理研究所原子分子物理组);Instituto de Física, Universidade de São Paulo(圣保罗大学物理研究所)
研究揭示了伽利略不变性在开放量子系统中因耗散反交换项破坏,波动-耗散定理与减少的boost协变性无法共存,冷原子和超冷分子处于临界点,参数驱动抑制了boost破坏。
2026-04-30 quant-ph
Quantum entanglement between two magnon modes via Kerr nonlinearity
我们提出了一个利用克尔非线性效应使两个磁振子模纠缠的方案。研究了两个宏观钇铁石榴石(YIGs)与单模微腔的磁偶极耦合相互作用。利用强微波场驱动腔体激发出描述大量自旋集体激发的Kittel模。我们证明了当微腔受到蓝失谐微波场的强烈驱动时,克尔非线性效应如何在两个宏观铁磁样品之间产生纠缠量子态。这种量子纠缠在稳态下仍然存在。我们的工作为大质量铁磁材料中纠缠态的实验设计提供了新的思路和指导。它在宏观量子效应和磁自旋电子学中也有广泛的应用。
2019-04-08 physics.atm-clus quant-ph
Entanglement preservation in quantum cloning
最近,Galvão和Hardy证明了量子克隆可以提高某些量子计算任务的性能。然而,只有量子关联在克隆过程中幸存下来,这种性能增强才是可能的。研究了纠缠二能级系统在非定域克隆过程中量子关联的保持性。我们考虑了不同类型的量子克隆机,并比较了它们在克隆非最大纠缠纯态方面的有效性。引入平均纠缠,以获得不同的克隆机的平均效率的定量评估。我们表明,减少的量子相关性是显着的,它强烈地依赖于所使用的克隆机的种类。在通用量子克隆机的情况下,纠缠的损失最大。一般来说,在所有的情况下,考虑的纠缠的损失是如此剧烈,使用量子克隆的量子计算的性能的增强的方法似乎是值得怀疑的。
2003-09-01 quant-ph
Frequency- and dissipation-dependent entanglement advantage in spin-network Quantum Reservoir Computing
本文研究伊辛自旋网络在量子储备池计算中的性能,发现纠缠优势依赖于输入信号频率与耗散,且纠缠能增强对时间特征的记忆能力。
2024-10-18 quant-ph
Plasmon-assisted Quantum Entanglement
当一个两粒子系统的量子机械波函数不能分解为两个单粒子波函数时,该系统的状态称为纠缠态。纠缠导致了量子力学最强的反直觉特征,即非定域性。在光子的情况下,量子纠缠的实验实现相对容易;泵浦光子可以在非线性晶体中自发地分裂成一对纠缠的光子。在本文中,我们结合了量子纠缠与纳米结构的金属光学的形式,光学厚金属膜穿孔与周期性阵列的亚波长孔。这些阵列充当光子晶体,可以将纠缠的光子转换为表面等离子体波,即,压缩电荷密度波我们解决的问题是否纠缠生存这样的转换。我们发现,在原则上,金属表面等离子体激元模的光激发是一个单粒子水平的相干过程。然而,等离子体辅助纠缠的质量受到空穴阵列的空间色散的限制。这种空间色散是由于金属的非局域介电响应,这在等离子体状态下特别大;它引入了“哪条路”的标签,这可能会杀死纠缠。
2002-03-13 quant-ph
Entanglement in a quantum neural network based on quantum dots
我们研究了由具有偶极-偶极相互作用的量子点阵列构成的量子神经网络中节点之间的量子关联。通过准绝热路径积分模拟共声子浴中的密度矩阵演化,我们证明了在液氮温度77 K及以上,这种系统的相干性仍然存在。通过计算典型量子点尺寸为几个纳米、点间距为相同数量级的量子点对的形成纠缠,研究了量子点间的量子关联。我们已经证明,所提出的量子神经网络可以保持量子点对的纠缠态的混合到上述高温。
2017-03-11 quant-ph
Resources of nonlinear cavity magnonics for quantum information
本文从理论上探讨了微波腔中铁磁体在经典和量子态下的非线性特性,并对量子信息的来源,即涨落压缩和两体纠缠进行了评价。当包括所有其他磁振子模式时,对Kittel模式的非谐振子(Duffing)模型的(半)经典分析揭示了量子计算中无法生存的混沌和极限环相位。然而,具有非零波数的磁振子由Kittel模式的Suhl不稳定性驱动,形成真正的极限环。随后,我们计算边界的可压缩纠缠,以及纠缠的形成为二分配置的混合磁振子模式。从协方差矩阵中得到的两体态的纠缠消失了,但可以通过注入锁定恢复。预测的磁振子纠缠可以在实际条件下用钇铁石榴石样品进行实验测试。
2019-10-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Transport interpretation of entanglement Hamiltonian cumulants in integrable quantum quenches
SISSA and INFN Sezione di Trieste(的里雅斯特国际高等研究学院和意大利国家核物理研究所)
该研究建立了纠缠哈密顿量累积量与守恒荷流累积量的联系,为纠缠动力学提供输运诠释,对自由、共形及相互作用可积系统的纠缠涨落给出统一描述。
2026-08-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Time-evolution of tripartite quantum discord and entanglement under local and non-local random telegraph noise
在开放的多体量子系统中,除了纠缠之外,很少有研究探讨非经典关联的动力学。在这里,我们解决的时间演化的量子不和谐和纠缠的三个非相互作用的量子比特的模型受到经典的随机电报噪声在共同和分离的环境。两个初始纠缠态的系统进行检查,即GHZ和W型状态。量子关联的动力学结果受到量子比特的输入配置,系统-环境相互作用的类型以及环境噪声的记忆特性的强烈影响。当量子比特与随机电报噪声非局域耦合时,无论环境噪声的相关时间如何,GHZ型态在很长一段时间内都部分地保持了不和谐和纠缠。幸存的纠缠态也可以通过合适的纠缠见证者来检测。另一方面,在相同的条件下,退相干效应抑制了W型态的所有量子关联,因此其鲁棒性不如GHZ型态。三方不和谐和纠缠的长期存在为多体纠缠态在量子信息科学中的实际应用开辟了有趣的前景。
2013-02-06 quant-ph
Thermal entanglement in a triple quantum dot system
研究了三角对称三自旋系统的热纠缠。自旋关联描述在一个有效的海森堡哈密顿量,来自哈伯德哈密顿量,与超交换耦合调制的有效电场。此外,施加均匀磁场以完全打破系统的简并性。我们发现,纠缠产生的子空间的双重态的基态和激发态具有不同的成对自旋关联。在低温下,具有相同自旋的双重态之间的热混合破坏了纠缠,然而,由于具有相反自旋取向的状态或四重态(非纠缠态)的混合,人们可以观察到它在较高温度下的恢复总是破坏纠缠。两两纠缠量化使用并发的解析公式推导出在各种热混合的情况下。电场起着特殊的作用--它打破了系统的对称性,改变了自旋的相关性。旋转电场可以产生最大纠缠的量子比特对以及在相对宽的温度范围内存活的单独自旋(单配),从而在升高的温度下提供稳健的成对纠缠生成。
2013-11-15 cond-mat.mes-hall quant-ph