纠缠势垒及其对称性分辨：理论与实验

算符纠缠（OE）是约化密度矩阵复杂性的关键度量。在非平衡情形下，例如在产品态的量子淬火之后，它预期展现出纠缠势垒。约化密度矩阵的OE最初随局域自由度间纠缠的建立而线性增长，随后达到最大值，并最终通过标准热化机制随着约化密度矩阵收敛于简单稳态而衰减至小的有限值。在此，通过对[Brydges等人, Science 364, 260 (2019)]已发表实验结果的新数据分析，我们获得了量子多体系统中子系统约化密度矩阵OE的首次实验测量。我们运用随机测量工具箱，并引入和发展了一种新的高效方法来对实验数据进行后处理，以提取高阶密度矩阵泛函并获取OE。由此获得的OE在实验系统足够大时展现出预期的势垒。对于较小系统，我们观察到具有双峰结构的势垒，其起源可解释为成对准粒子在量子比特链边界处被反射。由于$U(1)$对称性在我们的分析中起关键作用，除总OE外，我们引入了对称性分辨算符纠缠（SROE）的概念。为深入理解SROE，我们在无相互作用费米子链中对该新量进行了详尽的理论分析，尽管简单，却抓住了OE与SROE的大部分主要特征。特别地，我们揭示了三个主要物理效应：任一电荷扇区中势垒的存在、SROE增长起始的时间延迟，以及电荷扇区间的有效均分。