具有长程相互作用的量子置乱有限速度

在局部相互作用的多体系统中，两个相隔大距离 $r$ 的孤立量子比特在时间 $t \ge r/v$ 时彼此关联并纠缠。这一量子信息置乱的有限速度 $v$ 限制了量子信息处理、热化乃至平衡关联。然而大多数实验系统包含长程幂律相互作用——相隔 $r$ 的量子比特具有势能 $V(r)\propto r^{-\alpha}$。例子包括等离子体中的长程库仑相互作用（$\alpha=1$）以及自旋间的偶极相互作用（$\alpha=3$）。在一维空间中，我们证明了对于足够大的 $\alpha$，量子置乱速度保持有限。该结果在参数上改进了先前的界限，与近期数值模拟相符，并可在具有偶极相互作用的量子模拟器中实现。我们的新数学方法带来了改进的经典模拟量子系统算法，并改进了实验量子信息处理器中环境退相干的界限。