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不可区分玻色子系统中单粒子属性归属不相容性的几何量化

Geometric quantifier of the incompatibility of single-particle property attribution in indistinguishable boson systems

P. Céspedes, A. Valdés-Hernández, F. H. Holik, A. P. Majtey

arXiv 2609.17256首次发表:更新:

发表机构

Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación, Universidad Nacional de Córdoba; Instituto de Física Enrique Gaviola, CONICET - UNC; Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México; Universidad Nacional de Hurlingham (UNAHUR)(科尔多瓦国立大学数学、天文学、物理与计算学院; 恩里克·加维亚拉物理研究所,阿根廷国家科学研究委员会-科尔多瓦国立大学; 墨西哥国立自治大学物理研究所; 乌尔辛汉姆国立大学)

机构由 AI 辅助整理,请以论文原文为准。

AI 中文总结

该工作引入了几何量化指标,通过马约拉纳表示将不可区分玻色子系统中单粒子属性归属的不相容性与纠缠联系起来,并推广到高维情形。

AI 中文摘要

不可区分粒子系统中的纠缠可以通过无法将一组完整的物理属性明确归属给各个组成粒子来表征。在这项工作中,我们为$N$个不可区分玻色子的纯态引入了这种同时属性归属不相容性的几何量化。利用马约拉纳恒星表示,任何对称多量子比特态都可以表示为组成单粒子态的对称化,从而使得相关的单粒子属性能够直接与相应的马约拉纳恒星联系起来。这就在布洛赫球上的马约拉纳表示几何与基于相同两能级玻色子系统中单粒子属性归属的纠缠判据之间建立了直接联系。然后,我们将这种几何方法推广到高维玻色子,将量化从量子比特扩展到量子比特(qudit),同时保留基于Fubini-Study角度的属性归属不相容性的几何解释。

英文摘要

Entanglement in indistinguishable particle systems can be characterized by the impossibility of unambiguously attributing a complete set of physical properties to the individual constituent particles. In this work, we introduce a geometric quantifier of the incompatibility of such simultaneous property attribution for pure states of $N$ indistinguishable bosons. Using the Majorana stellar representation, any symmetric multi-qubit state can be expressed as the symmetrization of constituent single-particle states, allowing the associated single-particle properties to be directly linked with the corresponding Majorana stars. This establishes a direct connection between the geometry of the Majorana representation on the Bloch sphere and the entanglement criterion based on the attribution of single-particle properties in systems of identical two-level bosons. We then generalize this geometric approach to higher-dimensional bosons, extending the quantifier from qubits to qudits, while retaining a geometric interpretation of property-attribution incompatibility in terms of Fubini-Study angles.

Comments9 pages, 3 figures

论文原文

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