旋转黑洞周围单光子纠缠态的产生

最近，数值模拟表明，由于旋转黑洞附近强引力场，吸积盘发射的X射线光子获得了偏振角旋转和轨道角动量。基于这两个自由度，我们构造了吸积盘光子的一个二分两能级量子系统。为了刻画该复合系统的量子态，我们考虑偏振约化密度矩阵的线性熵，旨在利用其与光子偏振度的直接关系。相应地，位于吸积盘过渡区的X射线辐射的最小偏振度表明该区域发射光子的线性熵具有高值，推断出复合系统中的高度纠缠。我们强调，对于热态的极端旋转黑洞，处于热峰能量的光子在偏振和轨道角动量上最大纠缠，导致了所有四个Bell态的创生。编码在旋转黑洞周围吸积盘发射光子中的量子信息的探测与测量可由现有量子信息技术实现。