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纠缠在统计力学中的典型性论证中是否必需?

量子物理 2025-05-01 v1 统计力学

摘要

典型性论证用从均匀随机抽取的纯态取代统计力学中假设的混合态集合,解释为何大系统的大多数微观态表现出热力学行为。这一范式在量子情境中被复兴,认为纠缠是必不可少的,但尚未建立纠缠结构与典型性之间清晰的定量联系。本文我们研究具有受控多体纠缠的纯量子态,发现当纠缠随系统规模N而增长时,宏观可观测量的波动衰减呈指数级随N减小;而若纠缠保持有限,则仅恢复经典的 1/N1/\sqrt{N} 抑制。我们的工作因此在纠缠结构与典型性涌现之间提供了定量联系,表明纠缠对于小型量子系统的热化至关重要,但不必然是宏观集合平衡的合理化所必需的。该工作通过明确指出纠缠何时何地 matters,统一了经典与量子统计力学基础。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.21090,
  title  = {Is Entanglement Necessary for the Typicality Argument in Statistical Mechanics?},
  author = {Pedro S. Correia and Gabriel Dias Carvalho and Thiago R. de Oliveira},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.21090},
  year   = {2025}
}

备注

5 pages, 1 figure. Comments are welcome