中文

具有普适和非普适资源的匹配门电路的纠缠谱

量子物理 2024-08-08 v3 统计力学

摘要

量子态的纠缠能级统计最近被提出作为底层量子电路普适性的标志。这是纠缠谱中的能级排斥与纠缠生成可积性相关联的结果。然而,迄今为止,对纠缠谱中能级间距统计的研究仅限于克利福德和Haar随机电路在乘积态输入上的输出态。在这项工作中,我们提供了第一个由可模拟门集组成但具有Wigner-Dyson分布纠缠能级谱且没有任何扰动普适元素的电路示例。我们首先表明,对于作用于随机乘积态的匹配门电路,通过单个SWAP门即可出现Wigner-Dyson统计,这与先前对克利福德电路的研究直接类似。然后,我们检查了具有不同输入态的匹配门电路的纠缠谱,并发现当我们从两量子比特纠缠输入过渡到三量子比特纠缠输入时,纠缠复杂度出现急剧跃升。通过研究克利福德和匹配门混合电路,我们发现了经典可模拟电路的例子,其输出态在没有普适量子门元素的情况下表现出Wigner-Dyson纠缠能级统计。因此,我们的研究提供了强有力的证据,表明纠缠谱与任何给定量子电路中的可模拟性概念没有强关联。

关键词

引用

@article{arxiv.2312.08447,
  title  = {Entanglement spectrum of matchgate circuits with universal and non-universal resources},
  author = {Andrew M. Projansky and Joshuah T. Heath and James D. Whitfield},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.08447},
  year   = {2024}
}

备注

19 pages, 15 figures