Generare entanglemento multipartito tramite l’ingegneria di bagni strutturati

Abstract degli autori

Presentiamo un metodo per preparare in modo dissipativo stati stazionari con entanglement genuinamente multipartito, usando serbatoi locali mutuamente indipendenti e sfruttando una simmetria forte abeliana e le correlazioni temporali del bagno. In catene di Ising interagenti dimostriamo che, per un’ampia classe di accoppiamenti tra sistema e ambiente, i bagni a spettro piatto cancellano esponenzialmente le correlazioni lungo l’asse di Ising. I bagni strutturati superano questo ostacolo convertendo le correlazioni temporali del bagno in correlazioni spaziali classiche. La simmetria forte porta quindi queste correlazioni nel dominio quantistico, rendendo possibile l’entanglement multipartito globale. Nell’ambito della teoria dell’accoppiamento debole, otteniamo stati stazionari esatti nonostante la natura non quadratica del generatore: la simmetria forte riduce la loro costruzione a un problema classico per accoppiamenti di Ising arbitrari. Questa riduzione rivela una connessione esatta tra distinguibilità classica ed entanglement. Mostriamo poi come ingegnerizzare lo spettro del bagno per aumentare la lunghezza di correlazione e consentire la preparazione di stati di tipo GHZ a partire da condizioni iniziali separabili. Verifichiamo il meccanismo oltre il regime analitico con embedding markoviani esatti e simulazioni con reti tensoriali. Il nostro approccio è particolarmente adatto alle piattaforme a superconduttori e a ioni intrappolati, e proponiamo per queste ultime un’implementazione concreta basata su modi vibrazionali raffreddati con raffreddamento simpatico.