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用于测量诱导相变的叉熵基准

量子物理 2023-06-08 v2 统计力学

摘要

我们研究了采用线性叉熵在实验上访问测量诱导相变(MIPT)而不需要对量子轨迹进行任何后选择的前景。对于两个在体内部相同但初态不同的随机电路,两个电路中体测量输出分布之间的线性叉熵χ\chi充当边界序参量,并可用于区分体积律相与面积律相。在体积律相(以及热力学极限下)中,体测量无法区分两种不同的初态,且χ=1\chi = 1。在面积律相中χ<1\chi < 1。对于具有Clifford门的电路,我们提供了数值证据:通过在没有后选择的情况下在量子模拟器上运行第一个电路,并辅以对第二个电路的经典模拟,可以从O(1/ϵ2)O(1/\epsilon^2)条轨迹中以精度ϵ\epsilon采样得到χ\chi。我们还发现,对于弱去极化噪声,对于中等系统尺寸,MIPT的特征仍然存在。在我们的方案中,我们可以自由地选择初态,使得“经典”侧能够被高效模拟,而模拟“量子”侧在经典上仍然困难。

关键词

引用

@article{arxiv.2209.00609,
  title  = {Cross Entropy Benchmark for Measurement-Induced Phase Transitions},
  author = {Yaodong Li and Yijian Zou and Paolo Glorioso and Ehud Altman and Matthew P. A. Fisher},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2209.00609},
  year   = {2023}
}

备注

7+8 pages, 6 figures. v2: 7+9 pages, 3+3 figures. Updated discussions on sample size (Fig. 2d, 2e), and new results from random Haar circuits (Fig. 3b). Accepted version