王光杰; 宋学科; 叶柳; 王栋

doi:10.7498/aps.74.20250029

摘要

中微子振荡是一个有趣的物理现象, 其量子性能够在宏观距离的振荡上得以保持并被检测到. 中微子振荡的量子资源特性是一个值得探索的主题, 这种在粒子物理学和量子信息学之间建立起的联系, 对于研究基本粒子的基本性质以及探索将中微子作为一种资源应用于量子信息处理的可能性而言, 都有着重要意义. 因此, 中微子物理学与量子信息理论的交叉研究受到了越来越多的关注. 这篇综述主要介绍利用量子资源理论来表征三味中微子振荡的量子资源特性, 包括量子纠缠、量子相干、量子非局域性和熵不确定度等. 除此之外, 还介绍了三味中微子振荡中的量子资源理论的权衡关系, 主要基于单配性关系和完全互补性关系, 这些权衡关系可以帮助我们有效理解量子资源如何在中微子振荡中转化和分配. 中微子振荡的量子信息理论研究仍处于不断发展中, 期望本综述能为该领域的发展带来启示.

关键词:

Abstract

Studying the quantum resources of neutrino oscillations is a topic worth exploring. This review mainly introduces the use of quantum resource theory to characterize the quantum resource characteristics of three-flavor neutrino oscillations, and the specific evolutionary patterns of different entanglement measures in three-flavor neutrino oscillations. In addition, by comparing the cases of different entanglement evolutions, the optimal method of quantifying entanglement in three-flavor neutrino oscillations can be obtained. Moreover, this review also focuses on the quantifying the quantumness of neutrino oscillation observed experimentally by using the l₁-norm of coherence. The maximal coherence is observed in the neutrino source from the KamLAND reactor. Furthermore, we examine the violation of the Mermin inequality and Svetlichny inequality to study the nonlocality in three-flavor neutrino oscillations. It is shown that even though the genuine tripartite nonlocal correlation is usually existent, it can disappear within specific time regions. In addition, this review also presents the trade-off relations in the quantum resource theory of three-flavor neutrino oscillations, mainly based on monogamy relations and complete complementarity relations. It is hoped that this review can bring inspiration to the development of this field.

Keywords:

作者及机构信息

通信作者: 宋学科, songxk@ahu.edu.cn

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 62471001, 12475009, 12075001, 12175001, 12004006)、安徽省自然科学基金(批准号: 2022b13020004, 2008085QA43)和安徽省高校科研计划(批准号: 2024AH050068, 2024AH040008)资助的课题.

Authors and contacts

Corresponding author: SONG Xueke, songxk@ahu.edu.cn

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 62471001, 12475009, 12075001, 12175001, 12004006), the Natural Science Foundation of Anhui Province, China (Grant Nos. 2022b13020004, 2008085QA43), and the Scientific Research Project of Universities in Anhui Province, China (Grant Nos. 2024AH050068, 2024AH040008).

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