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海森堡图像中的魔法资源

量子物理 2025-08-26 v5

摘要

我们研究了算符的非稳定化资源理论,该理论与描述态的资源理论是对偶的。我们确定了算符空间中的稳定化熵(stabilizer Rényi entropy)类似物是一个良好的魔法单调量,它满足通常的条件,同时继承了高效可计算性,并为电路中的非克利福德门数量提供了紧的下界。在操作上,这个量衡量了一个算符可以被少量泡利串近似的好坏程度——类似于纠缠熵与张量网络截断的关系。算符稳定化熵的一个显著优势是其固有的局域性,这由Lieb-Robinson界所体现。这一特性使其特别适合研究多体系统中局域魔法资源的生成。我们在两个不同的体系中计算了这个量。首先,我们展示了在随机演化下,算符魔法通常对于所有Rényi指数都饱和到接近最大值,并计算了Page修正。其次,利用二元幺正性和ZX图形演算,我们求解了可积XXZ模型的算符稳定化熵,发现它迅速饱和到一个常数值。总的来说,这项工作揭示了多体非稳定化生成的 structural 特性,并可能启发克利福德辅助的张量网络方法。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.16047,
  title  = {Magic Resources of the Heisenberg Picture},
  author = {Neil Dowling and Pavel Kos and Xhek Turkeshi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.16047},
  year   = {2025}
}

备注

5+16 Pages, 2 figures. v4: fixed mistake in Appendix