[논문 리뷰] Sudden death of entanglement in a two-atoms optical Stern-Gerlach model

Alessandro Vaglica, G. Vetri|arXiv (Cornell University)|2007. 03. 26.

Quantum Information and Cryptography인용 수 1

한 줄 요약

이 논문은 두 원자 광학 스텐-거르리히 모델에서, 한 개의 연속 변수 자유도가 열원으로 작용함으로써 원자 간 얽힘이 갑작스럽고 비가역적으로 사라지는 것을 보여준다. 연구는 국소적이지 않은 얽힘이 갑작스럽게 사라질 수 있음을 밝혀내며, 일반적으로 느리게 감쇠하는 국소적 위상 일관성과 대비됨으로써 연속 변수가 급작스러운 얽힘 손실을 유도하는 역할을 한다는 점을 강조한다.

ABSTRACT

Recently, it has been realized that non local disentanglement may take a finite time as opposite to the long decay time of local coherences. We find in this paper that a sudden irreversible death of entanglement takes place in a two atom optical Stern-Gerlach model, so showing that a single degree of freedom but of continuous variables may play the role of a reservoir.

연구 동기 및 목표

• 두 원자 시스템이 단일 연속 변수 자유도에 결합된 경우의 얽힘 역학을 조사하기 위해.
• 이러한 시스템이 이산 열원 모드가 없음에도 불구하고 급작스럽고 비가역적인 얽힘 사라름을 유도할 수 있는지 검토하기 위해.
• 연속 변수가 국소적이지 않은 얽힘 붕괴 과정에서 수행하는 역할를 명확히 하기 위해.
• 국소적 위상 일관성의 감쇠와 대비하여 비국소적 얽힘의 감쇠 양상을 비교하기 위해.

제안 방법

• 양자화된 빛장과의 상호작용를 통해 원자 상태가 얽히는 광학 스텐-거르리히 설정을 사용하여 두 원자 시스템을 모델링하기 위해.
• 시스템의 효과적 열원으로서 단일 연속 변수 자유도(예: 장 모드)를 도입하기 위해.
• 밀도 행렬의 시간 진화를 마스터 방정식 기법을 사용하여 분석하여 얽힘과 위상 일관성 감쇠를 추적하기 위해.
• 시간에 따른 얽힘 정도를 측정하기 위해 콘쿠르런스와 같은 얽힘 측정법을 사용하기 위해.
• 얽힘이 渐진적으로 감쇠하는 것이 아니라 유한 시간 내에 갑작스럽게 사라지는 조건을 규명하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 단일 연속 변수 자유도가 두 원자 시스템에서 급작스럽게 얽힘을 사라지게 할 수 있는가?
• RQ2 이 모델에서 얽힘 감쇠 속도는 국소적 위상 일관성 감쇠 속도와 어떻게 비교되는가?
• RQ3 비국소성은 급작스러운 얽힘 사라름의 발생에 어떤 역할을 하는가?
• RQ4 어떤 조건에서 얽힘이 비가역적이고 즉각적으로 사라지는가?

주요 결과

• 국소적 위상 일관성이 더 천천히 감쇠하는 동안, 두 원자 시스템의 얽힘은 유한 시간 내에 갑작스럽고 비가역적으로 사라진다.
• 단일 연속 변수 자유도가 효과적으로 열원으로 작용하여, 얽힘을 유한 시간 내에 0으로 이끈다.
• 급작스러운 사라짐은 국소적 소산이 아니라 연속 변수를 통해 매개되는 비국소적 얽힘 붕괴 효과로 인해 발생한다.
• 이 모델은 얽힘이 국소적 위상 일관성보다 빠르게 사라질 수 있음을 보여주며, 점진적인 얽힘 붕괴 가정을 도전한다.