耗散二能级系统的纠缠熵、退相干与量子相变

纠缠熵的概念出现在多个语境中，从黑洞物理到量子信息理论，用于衡量量子态的纠缠程度。我们在一个简单的模型——自旋 - 玻色模型中研究了纠缠熵，该模型描述了一个量子比特（二能级系统）与一组谐振子的相互作用，后者模拟了导致退相干和耗散的环境。纠缠熵使得自旋与其环境的纠缠、退相干以及量子相变之间能够实现精确的统一。我们推导出了精确的解析结果，这些结果通过数值重正化群论证得到了证实，适用于欧姆和亚欧姆玻色浴。结果表明纠缠熵遵循普适标度律。我们将结果与量子 Ising 模型和 Dicke 模型中的纠缠性质进行了比较。我们还强调了利用受电磁噪声影响的电荷量子比特测量该纠缠熵的可能性；此类测量将为纠缠熵的存在提供经验证明。