[论文解读] Sudden death of entanglement in a two-atoms optical Stern-Gerlach model

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

Quantum Information and Cryptography被引用 1

一句话总结

该论文表明，在一个双原子光学塞曼-格拉赫模型中，由于与单个连续变量自由度（作为热库）相互作用，原子之间的纠缠会经历突然且不可逆的消失。研究揭示了非局域纠缠可能突然消失，这与局域相干性的通常缓慢衰减形成对比，凸显了连续变量在引发突然纠缠损失中的作用。

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.

研究动机与目标

• 研究耦合到单个连续变量自由度的双原子系统中纠缠的动力学行为。
• 检验该系统是否能在不存在离散热库模式的情况下诱导突然且不可逆的纠缠消失。
• 阐明连续变量在非局域退相干过程中的作用。
• 对比非局域纠缠与通常更持久的局域相干性的衰减行为。

提出的方法

• 使用光学塞曼-格拉赫装置建模双原子系统，其中原子态通过与量子化光场的相互作用而实现纠缠。
• 引入单个连续变量自由度（例如，场模）作为系统的有效热库。
• 使用主方程技术分析密度矩阵的时间演化，以追踪纠缠和相干性的衰减。
• 采用如concurrence等纠缠度量来量化随时间的纠缠程度。
• 识别出纠缠以突发方式而非渐近方式消失的条件。

实验结果

研究问题

• RQ1 单个连续变量自由度是否能在双原子系统中诱导纠缠的突然消失？
• RQ2 在此模型中，纠缠的衰减速率与局域相干性的衰减速率相比如何？
• RQ3 非局域性在突然纠缠消失现象中扮演何种角色？
• RQ4 在何种条件下纠缠会不可逆且瞬时地消失？

主要发现

• 尽管局域相干性衰减较慢，双原子系统中的纠缠仍会在有限时间内经历突然且不可逆的消失。
• 单个连续变量自由度有效充当热库，使纠缠在有限时间内衰减至零。
• 这种突然消失是由于连续变量介导的非局域退相干效应所致，而非局域耗散。
• 该模型表明，纠缠的消失速度可能快于局域相干性，挑战了退相干过程渐进发生的传统假设。