Sufficient Condition for Entanglement Area Laws in Thermodynamically Gapped Spin Systems
我们考虑一般的局部相互作用的任意维晶格自旋系统，任何系统大小的间隙。在合理的条件下，我们证明了这类系统的非简并基态服从纠缠面积定律。在这样做的过程中，我们提供了一个直观的图片上的光谱间隙如何限制的相关性，一个基态可以容纳，并导致这样一个特殊的功能。
2014-11-10 cond-mat.other quant-ph
Thermodynamical analogues in quantum information theory
量子信息理论的第一步是确定纠缠是一种有价值的资源。下一步是学习如何有效地利用这些资源。我们学习如何有效地利用纠缠应用类似的物理概念。这些概念包括可逆性，熵，以及密集量和广泛量之间的区别。我们讨论了其中的一些类似物，并展示了它们如何导致纯态纠缠的测量。我们还问这些类似物是否比类似物更多，并注意到，通常，纠缠熵是量子熵。
2001-07-05 quant-ph
Thermodynamical Detection of Entanglement by Maxwell's Demons
量子关联或纠缠现在被认为是量子信息处理中某些任务不可或缺的物理资源，经典关联态对此没有用处。除了信息处理，还有什么物理过程可以利用纠缠？在这篇文章中，我们证明了纠缠和它在热力学中的有用性之间确实有一个更基本的关系。我们推导出一个不等式，表明我们可以通过纠缠系统比通过经典相关的热浴提取更多的工作。我们还分析了作为一个热机的过程中的工作平衡，与热力学第二定律。
2005-02-04 quant-ph
Entanglement susceptibility: Area laws and beyond
多体系统的希尔伯特空间中的一般量子态几乎是最大纠缠的，而低能物理态则不是;所谓的量子纠缠的面积定律是普遍存在的。本文通过扩展边界耦合中的2-Renyi熵，引入了纠缠敏感度的新概念。我们展示了这个概念如何导致出现的面积定律的两部量子纠缠在当地的有隙哈密顿统治的系统。纠缠敏感性也定量地捕捉到当系统变得无间隙时，人们应该期望哪些违反。我们还讨论了2-Renyi纠缠熵关于边界项的连通关联函数的精确级数展开。这是通过在双重和扭曲理论中识别具有基态保真度的Renyi熵获得的。
2013-02-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Entanglement and area laws in weakly correlated gaussian states
我们研究了弱关联高斯态中纠缠度量的估计。它表明，它们可以表示在广义压缩矩阵的一个特定的块的奇异值。这一结果使我们能够以一种简单的方式得到纯态中双分群的纠缠熵以及与双分群和任意子系统对相关的对数负性的渐近表达式和相关的面积定律。作为说明，我们考虑不同类型的连续和非连续块在二维晶格。精确的渐近表达式提供了第一邻居和全范围的耦合，导致在第一种情况下，面积法取决于块的方向和分离。
2013-04-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Entanglement negativity in free fermions: twisted characteristic polynomial, universal bounds, and area laws
本文提出计算自由费米子纠缠负性的通用简洁公式，据此导出负性及其动力学变化率的普适界，并建立开放系统纠缠产生的面积定律界。
2025-07-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Entanglement in a Quantum Mixed-Spin Chain
研究了一般混合自旋链中任意自旋$S$和1/2自旋的纠缠。磁化率决定了纠缠热态的特征温度，证明了纠缠的存在。特征温度几乎与相互作用$J$和混合自旋$S$成正比。在磁化率的基础上得到了负性的界。研究发现，实际固体中的量子纠缠对宏观磁性有很大的影响。同时，纠缠度可以用物理可观测量来定量评价。
2006-05-06 quant-ph
Thermodynamical Cost of Accessing Quantum Information
热力学是一种宏观物理理论，它的两个非常普遍的定律独立于任何潜在的动力学定律和结构。然而，它的普遍性使我们能够理解物理学、信息科学和生物学中的广泛现象。最近，人们已经意识到，基于量子力学的信息存储和处理可以比它们的经典对应物更有效。热力学对量子信息的存储有什么一般的限制？我们表明，热力学意味着一个较弱的约束比量子力学（Holevo约束）。换句话说，如果任何后量子物理学应该允许更多的信息存储，它仍然可以在热力学的保护伞下。
2005-07-12 quant-ph
Teleportation fidelities of squeezed states from thermodynamical state space measures
在能量约束下，我们在纯玻色子高斯态的二阶矩上引入了一个符合“广义正则原理”的“微正则”测度。我们确定的平均保真度的状态分布根据这样的措施，并比较它从一个可行的经典策略获得的阈值的隐形传态。此外，我们还证明了在该测度下，纠缠分布集中在量子极限的一个有限值附近，并且一般情况下，具有最大能量E的高斯态的典型纠缠不接近E所允许的最大值.
2007-05-18 quant-ph
Quantum thermodynamically consistent local master equations
局域主方程是模拟开放量子系统的广泛工具，特别是在多体系统的背景下。然而，这些方程被认为会导致热力学异常和违反热力学热力学定律。相反，在这里，我们严格证明，当地的主方程是一致的热力学和它的法律，而不诉诸微观模型，在以前的作品。特别是，我们考虑一个量子系统与多个浴接触，并确定相关的总能量，热流和熵产生率的贡献。我们表明，热力学第二定律成立时，考虑适当的表达，我们得出的热流。我们确认的量子热流的结果，通过使用一个启发式的参数，连接的量子概率电流的能量电流，使用类似的方法，在经典的随机热力学。最后，我们使用我们的研究结果调查的热力学性质的一组量子转子作为热设备，并表明，一个合适的设计的三个转子可以作为吸收式制冷机或热整流器。对于这里考虑的机器，我们还使用强化学习算法对系统参数进行优化。
2021-02-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Coexistence of different scaling laws for the entanglement entropy in a periodically driven system
许多身体系统的非平衡动力学最近受到了极大的关注，这也是由于实验的实现。在不同的协议下，使系统脱离平衡，这两个可观的动力学，如磁化和磁化率，量子信息相关的量，如并发和纠缠熵，已被调查。本文研究了一维量子伊辛模型中横向磁场正弦驱动下的纠缠熵动力学。我们发现，对于一个非临界的初始基态，在周期性驱动下，纠缠熵的面积定律和体积定律共存。此外，从临界基态开始，即使在这样的周期性驱动下，纠缠熵也表现出有限尺寸标度。这种临界行为的平衡驱动状态可以持续任意长的时间，提供的纠缠熵的评估上越来越多的子系统的大小，而较小的尺寸的体积定律成立。最后，我们给出了一个解释的同时发生的临界和非临界行为的Floquet准粒子的传播。
2018-10-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
Detecting entanglement with a thermometer
我们提出了一个一般性的论点，表明温度以及其他物理状态变量可以作为纠缠证人的空间纠缠。这适用于各种系统，我们使用简单的自由非相互作用玻色子气体来验证我们的想法。我们发现纠缠可以在任意高的温度下存在，前提是我们可以探测越来越小的空间区域。然后，我们讨论了玻色-爱因斯坦凝聚的发生和我们的纠缠存在的条件之间的关系，并比较各自的临界温度。最后，我们简短地讨论了将纠缠视为量子系统中的宏观性质的想法，以及它与一般相变的可能关系。
2006-09-19 quant-ph
What is the probability of a thermodynamical transition?
如果热力学第二定律禁止从一种状态到另一种状态的转变，那么仍然有可能通过使用足够的功来实现转变。但是，如果我们无法获得这么多的工作，这种转变会发生吗？在热力学极限下，这种概率趋于零，但在这里我们发现，对于有限大小的系统，它可以是有限的。我们计算了从任何初始状态到任何最终状态的跃迁或周期性涨落的最大概率，并证明了对于能量本征基中块对角的任何最终状态都可以实现这个最大概率。我们还发现上，下边界上的过渡概率，在过渡的工作。作为一个双产品，我们引入了一个有限的一组相关的热控制标准，管理状态转换的单调性，并计算他们的过渡工作。还考虑了过渡的概率和为帮助过渡而添加的任何部分功之间的权衡。我们的结果在纠缠理论中有应用，我们发现了将一个纯纠缠态转换为任何其他纠缠态时所需（或获得）的纠缠量。
2016-02-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Area laws and entanglement distillability of thermal states
研究了多体系统热态的纠缠可纠缠性。根据[D.Cavalcanti等人，arxiv：0705.3762]，我们首先讨论了在满足纠缠面积定律的系统中束缚纠缠的出现。然后，我们将这些结果推广到其他拓扑结构，不一定满足纠缠面积定律。我们还研究了在无限数量粒子的宏观极限下，束缚纠缠是否存在。
2008-12-19 quant-ph
Scaling laws for the decay of multiqubit entanglement
研究了广义N粒子Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态与独立库相互作用系统中纠缠的衰减。不同类型的水库的纠缠和它的有限时间灭绝（猝死）的衰减的标度律。后者被发现随着颗粒的数量而增加。然而，纠缠变得任意小，因此作为一种资源是无用的，在它完全消失之前，大约与粒子数量成反比的时间。我们还证明了多粒子GHZ态的衰变可以产生束缚纠缠态。
2008-03-03 quant-ph
Second law of the information thermodynamics with entanglement transfer
本文提出了一个新的不等式：$W_{\mathrm{ext}}\le-ΔF-k_{B}TΔE_{F}$，该不等式适用于只利用Helmholtz自由能和形成纠缠的测量和反馈控制的量子过程.正的量$-ΔE_{F}$表示在测量期间通过相互作用$\hat{U}_{SP}$从系统$S$到探针$P$的纠缠转移量。新不等式比Sagawa-Ueda不等式[Phys. Rev. Lett. 100 080403（2008）]。新的不等式具有明确的物理意义：在上述过程中，我们从热力学系统中提取的功比传统热力学系统中的上界大了测量所提取的纠缠量。
2013-07-01 quant-ph
Thermal bound entanglement in macroscopic systems and area laws
量子多体系统中会自然出现束缚纠缠吗？我们解决这个问题，显示存在的束缚纠缠的热态的谐振子系统组成的任意数量的粒子。通过对不同分区的负性的显式计算，我们发现了一个温度范围，在这个温度范围内，尽管系统是全局纠缠的，但是通过局部操作可以提取出纠缠。我们提供了一个解释，这一结果的纠缠区的法律，典型的这些系统。最后，我们讨论了这一结果的推广到其他系统，包括自旋链。
2008-04-30 quant-ph
Symmetries, Conservation Laws and Entanglement in Non-Hermitian Fermionic Lattices
本文揭示了守恒定律在非厄米量子多体系统幺正动力学与耗散竞争中的核心作用，提出了基于哈密顿量谱性质与守恒量约束的理论框架，阐明了复能谱与实能谱下稳态纠缠的不同标度相变机制。
2025-08-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Entanglement Entropy Scaling Laws and Eigenstate Typicality in Free Fermion Systems
我们证明了自由费米子基态的纠缠熵面积定律和高激发态的相应体积定律是由位置-动量对偶性联系起来的，因此是同一个起源。对于一个典型的激发态的热力学极限，我们进一步表明，约化的密度矩阵的子系统接近热密度矩阵，提供子系统的线性尺寸是小的相比，整个系统在所有方向上，一个属性，我们称之为本征态典型性。这提供了一个通过纠缠实现热化的明确例子，并揭示了统计物理如何通过追踪大量的自由度从单个本征态中出现。
2015-02-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Distillable entanglement and area laws in spin and harmonic-oscillator systems
我们解决了存在的非可压缩（绑定）纠缠在自然的多体系统。特别是，我们考虑标准的谐波和自旋1/2链，在热平衡，其特征在于很少的相互作用参数。通过计算不同分割下纠缠的负性，证明了束缚纠缠的存在性。这允许个性化的温度范围内，没有纠缠可以通过本地操作蒸馏，尽管系统是全局纠缠。我们讨论如何绑定纠缠的外观可以联系到纠缠区法律，这些系统的典型。各种类型的相互作用和拓扑结构进行了探讨，表明绑定纠缠的存在是这些系统的一个内在特征。在谐波的情况下，我们分析证明了热束缚纠缠持续的系统由任意数量的粒子。我们的结果有力地表明，在宏观极限下，自旋为1/2的系统也存在束缚纠缠态。
2008-04-30 quant-ph
Equivalence of critical scaling laws for many-body entanglement in the Lipkin-Meshkov-Glick model
我们建立了Lipkin-Meshkov-Glick模型中几种纠缠性质之间的关系。Lipkin-Meshkov-Glick模型是一个嵌入在磁场中的相互作用自旋系统。分析证明了基态的单拷贝纠缠和接近临界态的全局几何纠缠都表现为纠缠熵。这些结果与在一维自旋系统中发现的结果形成鲜明对比，在一维自旋系统中，这三种纠缠度量表现不同。
2008-07-31 cond-mat.other quant-ph
A hierarchy of thermodynamically consistent quantum operations
本文提出一个与热力学定律一致的量子操作和测量层级，揭示了特定热力学原理对量子操作（不）可实现性的影响，并阐明了通道与POVM在不同约束下的限制条件。
2025-05-29 quant-ph
Entanglement area laws for long-range interacting systems
我们证明了任意$1/r^α$长程相互作用D维晶格自旋哈密顿量下演化的任何态的纠缠熵的变化速度不能超过与任何$α>D+1$的边界面积成比例的速率。我们还证明了，对于任何$α>2D+2$，这样的哈密顿量的基态满足纠缠面积定律，如果它可以沿着带隙绝热路径转换到一个基态已知满足面积定律。这些结果显着推广了现有的短程相互作用系统的对应物，是有用的识别动力学相变和量子相变中存在的长程相互作用。
2017-02-17 quant-ph
A Thermodynamical Approach to Quantifying Quantum Correlations
我们考虑的工作量，可以从一个热浴使用由两方共享的二分态提取。一般来说，它小于当一方拥有整个国家时可提取的工作量。我们推导出这个“工作赤字”的界限，并计算它明确的一些不同的情况下。对于纯态，功亏损正好等于态的可纠缠度，这对于最大关联态也是可以实现的。在这些情况下，在可提取的物理功和可消除的纠缠之间存在一种互补形式。功亏损是一种很好的量子关联度量，为理解量子非定域性提供了一个新的范式。
2002-07-03 cond-mat quant-ph
Entanglement and Dynamical Scaling Laws in Quantum Superabsorption
Universidad del Valle（巴拿马谷大学）；University of Oslo（奥斯陆大学）
研究揭示了量子超吸收中纠缠与动力学标度定律的关系，通过分析Dicke和Tavis-Cummings模型，发现耗散可作为稳定源，推动可扩展量子电池的发展。
2026-03-10 quant-ph
Eigenstate entanglement: Crossover from the ground state to volume laws
对于典型的服从本征态热化假设的量子多体系统，我们证明了（几乎）所有能量本征态的纠缠熵可以用一个交叉函数来描述. ETH表明，交叉函数可以由热系综的子系统熵导出，并具有普适性。这些功能捕获的基态纠缠制度在低能量和小的子系统尺寸（面积或对数面积法）的广泛的体积法制度在高能量或大的子系统尺寸的完全交叉。对于临界一维系统，从共形场论（CFT）得到了一个通用的标度函数，并可适用于非线性色散。我们也用它来推导费米液体在$d>1$维的交叉标度函数。的分析结果补充了数值计算的大型非相互作用系统的费米子在$d=1$，$2$，和$3$尺寸，也证实了玻色子系统和不可积自旋链。此外，还可以推导出本征态纠缠的分布函数。
2021-07-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Entanglement manipulation and magic area-laws
Federal University of Rio Grande do Norte（北里奥格兰德联邦大学）；International Institute of Physics（国际物理研究所）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）
本研究将面积律量子态分为纠缠主导与魔力主导两类，前者对魔力呈面积律且可高效操控纠缠，后者魔力超面积增长且操控非高效，并提出稳定化子区间概念。
2026-10-07 cond-mat.str-el quant-ph
Newton's laws of motion generating gravity-mediated entanglement
针对桌面实验中检验引力量子性质的研究，本文证明仅通过牛顿运动定律的经典时间演化即可产生与量子方法相同数量的引力介导纠缠，指出可被牛顿势近似的量子引力理论均会产生此现象。
2025-04-07 gr-qc hep-th quant-ph
Entanglement entropy scaling laws from fluctuations of non-conserved quantities
针对多体纠缠实验研究匮乏的问题，提出以局域算符之和构成的可观测量约化涨落作为可扩展探针，经自旋链DMRG计算验证其与纠缠熵有相同尺寸标度特性，推广了守恒量系统的结论，提供了提取纠缠标度律的可行实验方案。
2025-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
General entanglement scaling laws from time evolution
我们建立了一个通用的比例律的纠缠的一大类的基态和量子自旋链的动态演化状态：我们表明，一个杰出的块的几何熵饱和，因此遵循纠缠边界法。这些结果适用于任何基态的带隙模型所产生的动力学由当地的哈密顿，以及，双重，通过突然淬火的相互作用所产生的状态，最近研究的情况下，量子相变的动力学。我们利用量子信息理论的思想和利用Lieb-Robinson边界提供的强大工具来实现这些结果。我们还表明，存在非临界费米子系统和等价的自旋链与快速衰减的相互作用，其几何熵尺度与块长度几何。经典的可模拟性的影响。
2006-10-12 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Holographic second laws of black hole thermodynamics
最近的研究表明，对于非平衡系统，除了普通的第二定律外，还有其他的限制条件。这些形成了一个新的热力学热力学定律族，它等价于量子雷尼发散的单调性。在黑洞热力学中，通常的第二定律表现为面积增加定理。因此，人们可能会问，这些额外的定律是否意味着对引力动力学的新限制，比如对失去平衡的黑洞？受这个问题的启发，我们研究这些限制内的AdS/CFT对应。首先，我们证明了Rényi发散可以通过一个欧几里得路径积分计算的某一类激发CFT状态。将这种构造应用于边界CFT，Rényi发散被评估为最小耦合引力标量系统的特定体解的重整化作用。进一步，在这个框架内，我们表明，存在的过渡，这是允许的传统的第二定律，但禁止的额外的物理约束。我们推测我们的发现的含义。
2018-10-09 gr-qc hep-th quant-ph
Thermodynamics of bipartite entanglement
本文综述了二体纠缠的物理结构。通过与Giles提出的热力学公理化公式的比较，表明对于有限维系统，这两种理论在形式上是不等价的。用同样的方法证明了纯量子态的渐近极限的完全等价性。对于混合状态的不同方法获得第二定律描述适用于两个不同的类的操作，PPT保持和渐近非纠缠操作。
2016-04-08 quant-ph
Energy of the symmetrization entanglement
当对纠缠的一方进行测量时，第二方可以由于其熵的减少而提取功。在这里，我们询问对应于对称化纠缠的全同粒子（玻色子）在凝聚体中的功/能的量。一种是测量特定玻色子的量子态，这种测量只能在某些特定条件下进行。我们知道，所提取的功是存在于凝聚态中的\textit{complete}势能。我们知道，由凝聚体的剩余部分提取的功等于所测量的玻色子的激发能乘以处于激发态的物理概率，即，$\hbar ω_{eg} \times \exp(-\hbar ω_{eg}/k_BT)$。我们研究了相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体中的这种现象。然后，我们讨论了这些结果可能对QED真空中的电子对产生也有重要的意义。
2023-02-18 gr-qc hep-ph quant-ph
Area laws for the entanglement entropy - a review
量子多体系统中的物理相互作用通常是局部的：单个组分主要与它们的少数近邻相互作用。这种相互作用的局部性是由关联函数的衰减所继承的，但也反映在一个相当深刻的量的标度律中：基态的纠缠熵。一个子区域的约化态的熵通常只是像子区域的边界区域那样增长，而不是像它的体积那样增长，这与预期的广泛行为形成鲜明对比。这种纠缠熵和相关量的“面积定律”近年来受到了相当大的关注。它们出现在几个看似无关的领域，在黑洞物理学，量子信息科学和量子多体物理学的背景下，它们对晶格模型的数值模拟有重要的影响。在这次座谈会上，我们回顾了这些领域的地区法的现状。中心阶段采取严格的结果晶格模型在一个和更高的空间维度。强调玻色子和费米子模型之间的差异和相似之处，面积法与信息传播的速度，无序系统，非平衡的情况下，经典的相关概念，拓扑纠缠熵进行了讨论。文章的一个重要部分是致力于量子态的纠缠含量和有效的数值模拟的可能性之间的定量联系。我们讨论矩阵乘积状态，高维类似物，纠缠重整化状态，并通过强调面积定律对量化模拟中需要考虑的有效自由度的影响得出结论。
2010-02-12 cond-mat.other hep-th math-ph
Scaling Laws of Quantum Networks: An Entanglement Transport Framework
Aalborg University（奥尔堡大学）
本文提出纠缠传输框架，统一量化量子网络在多用户下性能随节点数和用户数的标度律，揭示资源聚合与物理实现的影响。
2026-10-01 quant-ph
Entanglement rates and area laws
我们证明了一个上界的最大速率的哈密顿相互作用可以产生纠缠的二分系统。这个界的缩放作为一个函数的子系统尺寸上的哈密顿作用nontrivially是最佳的，是指数改善了以前已知的界限。作为应用，我们证明了任意晶格上的带隙量子多体自旋系统满足纠缠熵的面积律当且仅当与它纠缠相连的任何其它态（即任何同相态）也满足面积律.
2013-11-05 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Quantum walk, entanglement and thermodynamic laws
我们考虑直线上量子漫步（QW）的特殊动力学。最初，步行本地化的任意手征线的原点，演变到一个渐近稳定状态。在该稳态中，执行测量，并且由该测量产生的状态用于开始第二QW演化以实现第二渐近稳态。在以前的工作中，我们发展了量子阱中硬币和位置自由度之间纠缠的热力学。本文研究了热力学第一、第二热力学定律在上述两个定态之间的应用。我们表明：i）熵变的上限和下限，得到解析作为初始条件的函数。ii）能量变化与热传递过程相关联。
2015-03-29 cs.IT math.IT quant-ph
Entanglement Complexity in Many-body Systems from Positivity Scaling Laws
The University of Chicago（芝加哥大学）
本文基于正性缩放定律提出多体系统纠缠复杂度的计算框架，证明了在特定条件下纠缠复杂度与阶数p呈多项式关系，为验证多体方法的计算效率提供了理论依据。
2025-09-03 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
Eigenstate entanglement between quantum chaotic subsystems: universal transitions and power laws in the entanglement spectrum
我们导出了两个具有弱相互作用的量子混沌系统的本征态的普适纠缠熵和Schmidt本征值行为。从非相互作用极限中的无纠缠到相反极限中的完全随机化状态的预期纠缠的进展由单个标度转换参数$Λ$控制。这些行为同样适用于少体系统和多体系统，例如\量子点、自旋链、耦合量子映射和Floquet系统中的相互作用粒子，只要它们的子系统是量子混沌的，并且不是以某种方式定域的。为了计算Schmidt本征值在微扰区域的广义矩，应用正则化理论，其首阶行为依赖于$\sqrtΛ$。$1/2$矩的边缘情况与到最近的最大纠缠态的距离有关，是一个例外，它具有$\sqrtΛ\ln Λ$前导阶和对子系统大小的对数依赖性。正则化微扰理论的递归嵌入给出了一个简单的指数行为的冯诺伊曼熵和Havrda-Charv{\' a}t-Tsallis熵增加的相互作用强度，展示了一个普遍的过渡到接近最大纠缠。此外，还得到了Schmidt本征值的全概率密度，即的纠缠谱，显示从弱相互作用制度的幂律和Lévy分布的强相互作用制度的随机矩阵结果的过渡。预测的行为进行了测试对弱相互作用踢转子，遵循普遍的行为非常好。
2018-07-02 cond-mat.dis-nn nlin.CD quant-ph
Entanglement Production in Non-Equilibrium Thermodynamics
定义并分析了一般量子力学耗散系统演化过程中纠缠产生的概念。虽然为了实现量子效率，最小化熵产生是重要的，但是在量子信息处理中，最大化纠缠的变化率是重要的。在文中详细描述的特定假设下，得到了熵和纠缠产生之间的定量关系。我们将这些应用到两个初始纠缠量子比特之间的相关性的退相和衰减过程中。主方程的处理以及更高的希尔伯特空间分析。我们的形式主义是非常普遍的，并包含作为特殊情况下，许多报告的个别实例的纠缠动力学，例如，最近发现的概念的突然死亡的纠缠。
2007-06-21 quant-ph
From Rényi Relative Entropic Generalization to Quantum Thermodynamical Universality
结果表明，当用最大熵原理导出热力学结构时，对于熵的各种选择甚至超越平衡态，热力学结构都是“形式不变的”。热力学的形式不变性是指，当所有进入这个关系的实体都被适当地定义时，自由能（内能减去温度乘以熵）的形式保持不变。其中有用的成分是与热密度矩阵相关的平衡熵和任意密度矩阵与热密度矩阵之间的相对熵。为了描述形式不变性，我们考虑量子Rényi熵版本（由参数$α$索引），即，对所有$α$定义了适当内能和平衡态的Rényi熵。当$α\rightarrow 1$ .此外，我们还证明了第二定律卡诺陈述的\textit{universality}是自由能形式不变性的结果。此外，克劳修斯不等式，这是卡诺循环的前身，也被证明持有基于已知的数据处理不等式的传统和夹心Rényi相对熵。因此，我们发现非平衡态的热力学和偏离平衡态的热力学共同决定了热力学定律。
2015-11-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Interaction-Induced Wave Function Collapse Respects Conservation Laws
由于量子测量具有概率性结果，它们在单个实验中似乎违反了守恒定律。尽管有这些表象，严格的动量守恒、轨道角动量守恒和能量守恒可以证明与构成测量的纠缠相互作用引起波函数真正坍缩的假设是一致的。其基本思想是，被测系统总是与（通常是更大的）系统有一些预先存在的纠缠关系，并且被测系统中守恒量的明显变化与这些更大系统中的补偿变化相关。由于波函数坍缩是由纠缠关系介导的，因此对相关量的全面考虑需要对所有相互作用的纠缠系统进行计算。Gemmer和Mahler[1]以及Durt[2，3]证明纠缠是相互作用的一般结果是论证的核心。一个随机崩溃方程的基础上的相互作用潜力的描述和证明，以保证守恒的相关数量在所有阶段的演变。
2020-04-16 quant-ph
Thermodynamical aspects of the Casimir force between real metals at nonzero temperature
本文研究了由实际金属制成的平行平板的Casimir效应的物理性质。近年来，几位作者根据Lifshitz公式，采用不同的方法计算了实际金属间Casimir力的热修正，得到了不同的结果。Drude模型和等离子体模型都被用来描述真实的金属。我们计算了金属板之间的光子熵密度作为表面分离和温度的函数。这些方法中的一些被证明导致负值的熵和非零熵在零温度下取决于系统的参数。结论是，这些方法与热力学第三定律相矛盾，必须拒绝。结果表明，等离子体介电函数与未修正的Lifshitz公式相结合，完全符合热力学的一般原理。对于Drude介电函数，本文提出了在不违反热力学热力学定律的前提下，对Lifshitz公式中零频项的修正。
2002-02-03 quant-ph
Bound energy, entanglement and identifying critical points in 1D long-range Kitaev model
该研究针对长程Kitaev模型，从量子热力学角度分析共形对称性破缺下的纠缠结构，证明束缚能与纠缠熵的线性关系，并发现束缚能极小值可用于识别系统临界点。
2025-08-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Extractable work from ensembles of quantum batteries. Entanglement helps
受最近对微观和介观量子系统热力学的兴趣的启发，我们研究了可以从用于临时存储能量的量子系统中可逆地提取的最大工作量。在量子态被动性概念的指导下，我们证明了纠缠幺正控制一般比独立控制提取更多的工作。在大量拷贝的极限下，可以达到自由能变分原理给出的极限。
2012-11-19 math-ph math.MP quant-ph
Quantifying entanglement in quantum thermodynamics via separability constraints
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Institute for Photonic Quantum Systems (PhoQS), Paderborn University（帕德博恩大学光子量子系统研究所）
本文通过限制非平衡动力学至分离态，量化量子系统中因纠缠导致的热量和功，探讨纠缠对热力学的影响，验证了其在量子电池和制冷器中的应用。
2026-10-27 quant-ph
A scheme for entanglement extraction from a solid
固体的一些物理性质，如热容和磁化率，最近被证明与固体中的纠缠量有关。然而，这种纠缠可能仅仅是固体物理中多体波函数对称化过程中的数学伪像。在这里，我们表明，这种纠缠是物理演示的原则，它的提取从一个典型的固态系统散射两个粒子的系统。此外，我们展示了如何模拟这个过程中使用当今的光晶格技术。这不仅表明固体中存在纠缠，而且还表明它可以用于量子信息处理或贝尔不等式的检验。
2006-06-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exact Resource Laws for Passive Wavelength Routing in Entanglement Networks
Institute of Physics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院物理研究所）
该研究针对纠缠网络的无源波长路由问题，基于连通图建立资源优化模型，得出单侧及共轭波长扇出下的精确资源定律，明确了频谱效率等参数的竞争关系，为无源纠缠架构设计提供了直接途径。
2026-10-23 quant-ph
Quantum entanglement in the multiverse
本文证明了由经典不连通的时空区域组成的多重宇宙的量子态是由压缩态给出的，该多重宇宙的动力学演化受均匀各向同性流体支配。这些是典型的量子态，没有经典的对应物，因此，它们允许我们分析经典不等式的违反以及量子多重宇宙背景下的EPR论证。计算了两个量子力学关联宇宙的复合量子态的纠缠特性。计算了标量场的正模和负模之间的纠缠能量，它们分别对应于虚宇宙的膨胀分支和收缩分支。
2012-07-26 gr-qc quant-ph
Causality, Entanglement, and Quantum Evolution Beyond Cauchy Horizons
我们考虑一个两体纠缠系统，其中一半落入蒸发黑洞的事件视界，而另一半仍然相干地访问外部区域的实验。除了完全蒸发之外，量子态在柯西视界之外的演化不能保持幺正，这就提出了一个问题：这种演化如何被描述为量子映射，因果关系如何被保持？答案是微妙的，并以意想不到的方式与量子力学的基本定律联系在一起。我们表明，地面实验可以被设计来限制这些法律可能会改变蒸发。
2004-03-22 gr-qc quant-ph
Quantum entanglement in physical and cognitive systems: a conceptual analysis and a general representation
我们提供了一个一般性的描述纠缠的现象，在二分系统，因为它体现在微观和宏观的物理系统，以及在人类的认知过程。我们这样做是通过观察，当真正的符合测量被认为是违反的“边际定律”，除了贝尔-CHSH不等式，也是可以预期的。这种情况可以在量子形式主义中描述，不仅在状态的水平上，而且在测量的水平上考虑纠缠的存在。然而，在特定联合测量的“局部”水平上，通过采用微调的张量积表示，纠缠仅被纳入状态的描述始终是可能的。但是，只有当有充分的理由将结果态描述为（非纠缠）乘积态时，才应该考虑上下文张量积表示。这通常不是真的，因此，纠缠资源通常必须在状态和测量中分配。鉴于在物理实验室中观察到的对边缘定律的大量违反，迄今为止还不清楚微物理系统中的纠缠是否仅被理解为“状态的纠缠”，或者也被理解为“测量的纠缠”。但是，即使测量也会纠缠，相应的违反边缘定律（无信号条件）也不会意味着超光速通信是可能的。
2019-03-21 q-bio.NC quant-ph
Entanglement area law in superfluid $^4$He
面积定律最早是由贝肯斯坦和霍金发现的，他们发现黑洞的熵与其表面积成正比，而不是与其体积成正比。熵面积定律已经成为现代物理学的基本组成部分，从量子引力的全息原理到量子物质的基态波函数，其中纠缠熵一般被发现服从面积定律标度。由于目前没有实验能够直接探测自然发生的多体系统中的纠缠面积定律，它存在的证据是基于简化理论的研究。利用新的超流$^4$ He的精确微观数值模拟，我们首次证明了三维真实量子液体中纠缠熵的面积律标度。我们验证了其物理起源的基本原则，并提出了一个“纠缠状态方程”，显示它如何依赖于超流体的密度。
2016-10-26 cond-mat.other quant-ph
Operator hydrodynamics, OTOCs, and entanglement growth in systems without conservation laws
从具有局部有界希尔伯特空间（“自旋链”）的多体量子系统、量子场论和全息术的角度来看，热化和混乱是最近许多研究的主题。我们在随机局部酉电路下演化的一维自旋链中解决了这个问题，并证明了一些关于时间外有序纠缠子（OTOC）行为的确切结果，以及在这种情况下的纠缠增长。这些结果来自于这样的观察，即随机电路中算子的扩散由“流体动力学”运动方程描述，尽管随机酉电路不具有局部守恒量（例如，没有守恒能量）。在这个流体动力学图像中，量子信息以“蝴蝶速度”$v_{\text{B}}$在前沿传播，该速度小于系统的光锥速度，而前沿本身随时间扩散地加宽。OTOC急剧增加后的光锥的到来，但我们做\emph{not}观察到一个延长的指数制度的形式$\sim e^{λ_\text{L}(t-x/v)}$为一个固定的李雅普诺夫指数$λ_\text{L}$。我们发现，扩散加宽的前纠缠增长有重要的后果，导致纠缠速度，可以显着小于蝴蝶速度。我们猜想，流体动力学的描述适用于更一般的遍历系统，并支持这一点，通过数值验证的扩散加宽的运营商波前也持有在一个更传统的非随机Floquet自旋链。我们还比较了我们的结果克利福德电路，它有不太丰富的流体力学，因此平凡的OTOC行为，但仍然可以表现出线性纠缠增长和热化。
2017-05-24 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Entanglement growth in diffusive systems
我们研究了守恒律对纠缠增长的影响。专注于具有U（1）对称性的系统，即，守恒的电荷或磁化，表现出扩散动力学，我们从理论上预测纠缠的增长，量化的Renyi熵，在晶格系统中的任何空间维度d和任何本地希尔伯特空间维度q（qudits）。我们发现，增长依赖于d和q，并且在一般情况下是第一线性的时间，类似于没有任何守恒律的一般系统。这个规则的例外是2级系统的链，其中依赖性始终是时间的平方根。通过对最多10^5个量子比特的扩散克利福德电路的模拟，数值验证了预测。这种有效的模拟电路应该是一个有用的工具，为其他多体问题。
2020-06-24 cond-mat.str-el quant-ph
