هوش داده افلاطون
جستجوی عمودی و هوش مصنوعی

کوانتومی

دینامیک درهم تنیدگی در مدارهای اتومات کوانتومی هیبریدی متقارن U(1).

بازنشر افلاطون
بازنشر افلاطون

تاریخ:

نمایش ها: 0

ییچیو هان و شیائو چن

گروه فیزیک، کالج بوستون، چستنات هیل، MA 02467، ایالات متحده آمریکا

این مقاله را جالب می دانید یا می خواهید بحث کنید؟ SciRate را ذکر کنید یا در SciRate نظر بدهید.

چکیده

ما دینامیک درهم تنیدگی مدارهای اتومات کوانتومی (QA) را در حضور تقارن U(1) مطالعه می کنیم. ما متوجه شدیم که آنتروپی دوم رنی با یک تصحیح لگاریتمی به صورت $sqrt{tln{t}}$ به طور پراکنده رشد می‌کند و کران ایجاد شده توسط هوانگ را اشباع می‌کند.1]. به لطف ویژگی خاص مدارهای QA، ما دینامیک درهم تنیدگی را بر حسب یک مدل رشته بیت کلاسیک درک می کنیم. به طور خاص، ما استدلال می‌کنیم که دینامیک انتشار از حالت‌های آهسته کمیاب ناشی می‌شود که شامل دامنه‌های بسیار طولانی اسپین 0 یا 1 است. علاوه بر این، ما دینامیک درهم تنیدگی مدارهای QA نظارت شده را با معرفی یک اندازه‌گیری ترکیبی که هم تقارن U(1) و هم خواص مدارهای QA را حفظ می‌کند، بررسی می‌کنیم. ما متوجه می‌شویم که با افزایش نرخ اندازه‌گیری، انتقالی از فاز قانون حجم وجود دارد که در آن آنتروپی دوم رنی رشد انتشاری (تا تصحیح لگاریتمی) را ادامه می‌دهد به مرحله بحرانی که در آن به صورت لگاریتمی در زمان رشد می‌کند. این پدیده جالب مدارهای QA را از مدارهای غیرخودکار مانند مدارهای تصادفی متقارن هار U(1) متمایز می کند، که در آن یک انتقال فاز قانون حجم به قانون منطقه و هر نرخ غیر صفر اندازه گیری تصویری در حجم وجود دارد. فاز قانون منجر به رشد بالستیک آنتروپی رنی می شود.

تصویر ویژه: دینامیک درهم تنیدگی مدارهای خودکار کوانتومی را می توان به یک مدل رشته بیت کلاسیک ترسیم کرد. به طور خاص، آنتروپی دوم Renyi را می توان با دینامیک ذرات نشان دهنده تفاوت یک جفت رشته بیتی که اسپین های آن پیاده روی تصادفی ساده متقارن را تحت دینامیک مدار انجام می دهند، تقریب زد. تحت تقارن U(1)، دو حالت متمایز دینامیک ذرات وجود دارد، یعنی حالت سریع و حالت آهسته. در مثال نشان داده شده در کارتون، اگرچه هر دو حالت پیکربندی ذرات یکسانی دارند، پیکربندی رشته بیت حالت آهسته از حوزه های بسیار طولانی اسپین 0 یا 1 تشکیل شده است که منجر به گسترش انتشاری (با تصحیح لگاریتمی) منطقه می شود. اشغال شده توسط ذرات

خلاصه محبوب

درهم تنیدگی کوانتومی معیار مهمی از همبستگی بین ذرات درون یک سیستم کوانتومی است. در سیستم‌های معمولی با فعل و انفعالات محلی، آنتروپی درهم تنیدگی به صورت خطی در زمان رشد می‌کند که نشان‌دهنده انتشار بالستیک اطلاعات کوانتومی است. هنگامی که بقای بار، یعنی تقارن U(1) تحمیل می‌شود، مشخص می‌شود که در حالی که آنتروپی فون-نویمان هنوز رشد خطی را نشان می‌دهد، آنتروپی‌های Renyi بالاتر توسط یک رشد انتشاری با اصلاح لگاریتمی محدود می‌شوند.

در این کار، ما از مدل‌های مدار تصادفی برای مطالعه سیستم‌های کوانتومی متقارن U(1) استفاده می‌کنیم. به طور خاص، ما بر مدارهای اتومات کوانتومی (QA) تمرکز می‌کنیم، یکی از معدود مدل‌های مداری که امکان درک تحلیلی دینامیک درهم تنیدگی را فراهم می‌کند و نشان می‌دهد که آنتروپی دوم Reny به صورت $sqrt{tln{t}}$ مقیاس می‌شود و کران را اشباع می‌کند. در بالا ذکر شد. با نگاشت آنتروپی دوم Renyi به مقدار یک مدل ذره کلاسیک، نشان می‌دهیم که این دینامیک انتشار نتیجه ظهور حالت‌های کند نادر تحت تقارن U(1) است.

علاوه بر این، ما اندازه‌گیری‌ها را در مدارهای QA معرفی می‌کنیم و دینامیک درهم تنیدگی نظارت شده را بررسی می‌کنیم. جالب توجه است، همانطور که ما نرخ اندازه‌گیری را دستکاری می‌کنیم، یک انتقال فاز از فاز قانون حجم را مشاهده می‌کنیم که در آن آنتروپی دوم Renyi رشد انتشاری را ادامه می‌دهد، به فاز بحرانی که در آن به صورت لگاریتمی رشد می‌کند. این با مدارهای کوانتومی هیبریدی متقارن U(1) غیر خودکار متفاوت است که در آن انتقال فاز درهم تنیدگی قانون حجم به قانون منطقه وجود دارد، و هر نرخ غیر صفر اندازه گیری در زیر نقطه بحرانی باعث رشد خطی آنتروپی Reny می شود. .

► داده های BibTeX

◄ مراجع

[1] یچن هوانگ. "دینامیک آنتروپی درهم تنیدگی rényi در سیستم های qudit منتشر". IOP SciNotes 1، 035205 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​2633-1357/​abd1e2

[2] هیونگ وون کیم و دیوید ا.هوس. "گسترش بالستیک درهم تنیدگی در یک سیستم غیرقابل ادغام پراکنده". فیزیک کشیش لِت 111, 127205 (2013).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.111.127205

[3] الیوت اچ لیب و درک دبلیو رابینسون. "سرعت گروه محدود سیستم های اسپین کوانتومی". Communications in Mathematical Physics 28, 251-257 (1972).
https://doi.org/​10.1007/​BF01645779

[4] پاسکواله کالابرز و جان کاردی. "تکامل آنتروپی درهم تنیدگی در سیستم های یک بعدی". مجله مکانیک آماری: تئوری و آزمایش 2005، P04010 (2005).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1742-5468/​2005/​04/​P04010

[5] کریستین کی بورل و توبیاس جی آزبورن. "محدودیت های سرعت انتشار اطلاعات در زنجیره های اسپین کوانتومی نامنظم". فیزیک کشیش لِت 99, 167201 (2007).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.99.167201

[6] آدام ناهوم، جاناتان روحمان، ساگار ویجی و جئونگوان هاه. "رشد درهم تنیدگی کوانتومی تحت دینامیک واحد تصادفی". فیزیک Rev. X 7, 031016 (2017).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevX.7.031016

[7] وینتون براون و عمر فوزی. "سرعت تقلب مدارهای کوانتومی تصادفی" (2013). arXiv:1210.6644.
arXiv: 1210.6644

[8] تیبور راکوفسکی، فرانک پولمان، و سی دبلیو فون کیسرلینگ. "رشد زیر بالستیک آنتروپی های rényi به دلیل انتشار". فیزیک کشیش لِت 122, 250602 (2019).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.122.250602

[9] مارکو ژنیداریچ "رشد درهم تنیدگی در سیستم های انتشار". Communications Physics 3, 100 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42005-020-0366-7

[10] تیانچی ژو و آندریاس دبلیو دبلیو لودویگ. "مقیاس بندی انتشاری آنتروپی درهم تنیدگی rényi". فیزیک Rev. Res. 2, 033020 (2020).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.2.033020

[11] ییچیو هان و شیائو چن. «نقدی ناشی از اندازه‌گیری در مدارهای خودکار کوانتومی متقارن ${mathbb{z}}}_{2}$». فیزیک Rev. B 105, 064306 (2022).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.105.064306

[12] ییچیو هان و شیائو چن. "ساختار درهم تنیدگی در فاز قانون حجم مدارهای اتومات کوانتومی ترکیبی". فیزیک Rev. B 107, 014306 (2023).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.107.014306

[13] جیسون ایاکونیس، اندرو لوکاس و شیائو چن. انتقال فاز ناشی از اندازه گیری در مدارهای اتومات کوانتومی فیزیک Rev. B 102, 224311 (2020).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.102.224311

[14] برایان اسکینر، جاناتان رومان و آدام ناهوم. "انتقال فاز ناشی از اندازه گیری در دینامیک درهم تنیدگی". فیزیک Rev. X 9, 031009 (2019).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevX.9.031009

[15] آموس چان، راهول ام. ناندکیشور، مایکل پرتکو، و گریم اسمیت. "دینامیک درهم تنیدگی واحد-پرورژه". فیزیک Rev. B 99, 224307 (2019).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.99.224307

[16] یائودونگ لی، شیائو چن، و متیو پی.ای فیشر. "اثر زنو کوانتومی و گذار درهم تنیدگی چند بدنه". فیزیک Rev. B 98, 205136 (2018).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.98.205136

[17] یائودونگ لی، شیائو چن، و متیو پی.ای فیشر. انتقال درهم تنیدگی مبتنی بر اندازه گیری در مدارهای کوانتومی ترکیبی فیزیک Rev. B 100, 134306 (2019).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.100.134306

[18] مایکل جی. گولانز و دیوید ای. هوس. "انتقال فاز خالص سازی دینامیکی ناشی از اندازه گیری های کوانتومی". فیزیک Rev. X 10, 041020 (2020).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevX.10.041020

[19] ییمو بائو، سون وون چوی و ایهود آلتمن. "نظریه انتقال فاز در مدارهای واحد تصادفی با اندازه گیری". فیزیک Rev. B 101, 104301 (2020).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.101.104301

[20] چائو مینگ جیان، یی ژوانگ یو، رومن واسور و آندریاس دبلیو دبلیو لودویگ. بحرانی ناشی از اندازه گیری در مدارهای کوانتومی تصادفی فیزیک Rev. B 101, 104302 (2020).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.101.104302

[21] Xiao Chen، Yaodong Li، Matthew P. A. Fisher و Andrew Lucas. "تقارن هم‌شکل اضطراری در دینامیک تصادفی غیر واحدی فرمیون‌های آزاد". فیزیک Rev. Res. 2, 033017 (2020).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.2.033017

[22] O. Alberton، M. Buchhold و S. Diehl. "انتقال درهم تنیدگی در یک زنجیره فرمیون آزاد نظارت شده: از بحرانی گسترده به قانون منطقه". Physical Review Letters 126 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​physrevlett.126.170602

[23] ماتئو ایپولیتی، مایکل جی. گولانز، سارنگ گوپالاکریشنان، دیوید ای. هوس و ودیکا خامانی. "انتقال فاز درهم تنیدگی در دینامیک فقط اندازه گیری". فیزیک Rev. X 11, 011030 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevX.11.011030

[24] شنگقی سانگ و تیموتی اچ هسیه. "فازهای کوانتومی محافظت شده با اندازه گیری". فیزیک Rev. Res. 3, 023200 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.023200

[25] علی لواسانی، یحیی علویراد و میثم برکشلی. انتقال درهم تنیدگی توپولوژیکی ناشی از اندازه گیری در مدارهای کوانتومی تصادفی متقارن Nature Physics 17، 342-347 (2021).
https://doi.org/​10.1038/​s41567-020-01112-z

[26] اوتکارش آگراوال، آیدان زابالو، کان چن، جاستین اچ. ویلسون، اندرو سی پاتر، جی. اچ. پیکسلی، سارنگ گوپالاکریشنان، و رومین واسور. "انتقالات درهم تنیدگی و تیز شدن بار در مدارهای کوانتومی نظارت شده متقارن u(1)". فیزیک Rev. X 12, 041002 (2022).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevX.12.041002

[27] متیو بی. هستینگز، ایوان گونزالس، آن بی. کالین، و راجر جی. ملکو. "اندازه گیری آنتروپی درهم تنیدگی رنئی در شبیه سازی مونت کارلو کوانتومی". فیزیک کشیش لِت 104, 157201 (2010).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.104.157201

[28] ژی چنگ یانگ. "تمایز بین حمل و نقل و رشد آنتروپی rényi در مدل های دارای محدودیت جنبشی". فیزیک Rev. B 106, L220303 (2022).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.106.L220303

[29] ریچارد آراتیا "حرکت یک ذره برچسب گذاری شده در سیستم حذف متقارن ساده در $z$". The Annals of Probability 11, 362 - 373 (1983).
https://doi.org/​10.1214/​aop/​1176993602

[30] Soonwon Choi، Yimu Bao، Xiao-Liang Qi و Ehud Altman. "اصلاح خطای کوانتومی در دینامیک تقلب و انتقال فاز ناشی از اندازه گیری". فیزیک کشیش لِت 125, 030505 (2020).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.125.030505

[31] Ruihua Fan، Sagar Vijay، Ashvin Vishwanath و Yi-Zhuang You. "اصلاح خطای خود سازماندهی شده در مدارهای واحد تصادفی با اندازه گیری". فیزیک Rev. B 103, 174309 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.103.174309

[32] یائودونگ لی و متیو پی. ای. فیشر. "مکانیک آماری کدهای تصحیح خطای کوانتومی". فیزیک Rev. B 103, 104306 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.103.104306

[33] یائودونگ لی، ساگار ویجی و متیو پی. فیشر. "دیوارهای حوزه درهم تنیدگی در مدارهای کوانتومی نظارت شده و پلیمر هدایت شده در یک محیط تصادفی". PRX Quantum 4, 010331 (2023).
https://doi.org/​10.1103/​PRXQuantum.4.010331

[34] راجیبول اسلام، رویچائو ما، فیلیپ ام پریس، ام. اریک تای، الکساندر لوکین، متیو ریسپولی و مارکوس گرینر. "اندازه گیری آنتروپی درهم تنیدگی در یک سیستم چند جسمی کوانتومی". Nature 528, 77-83 (2015).
https://doi.org/​10.1038/​nature15750

[35] اسکات آرونسون و دنیل گوتسمن "شبیه سازی بهبود یافته مدارهای تثبیت کننده". فیزیک Rev. A 70, 052328 (2004).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevA.70.052328

[36] هانسور سینگ، برایدن آ. ور، رومن واسور، و آرون جی. فریدمن. "زیر انتشار و آشوب کوانتومی چند بدنه با محدودیت های جنبشی". فیزیک کشیش لِت 127, 230602 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.127.230602

ذکر شده توسط

واکشی نشد داده های استناد شده متقاطع در آخرین تلاش 2023-12-06 14:34:30: داده های استناد شده برای 10.22331/q-2023-12-06-1200 از Crossref دریافت نشد. اگر DOI اخیراً ثبت شده باشد، طبیعی است. بر SAO/NASA Ads هیچ داده ای در مورد استناد به آثار یافت نشد (آخرین تلاش 2023-12-06 14:34:31).

این مقاله در Quantum تحت عنوان منتشر شده است Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) مجوز. حق چاپ نزد دارندگان حق چاپ اصلی مانند نویسندگان یا مؤسسات آنها باقی می ماند.

نقطه_img

جدیدترین اطلاعات

نقطه_img

حق چاپ @ 2024 Plato Technologies Inc.

چت با ما

سلام! چگونه می توانم به شما کمک کنم؟