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纠缠动力学中的测量诱导相变

统计力学 2019-07-29 v4 无序系统与神经网络 强关联电子 高能物理 - 理论 量子物理

摘要

我们为幺正演化被投影测量打断的多体系统定义动力学普适类。在每自由度以有限率 pp 随机发生此类测量的情况下,我们表明系统具有两个动力学相:“纠缠”相与“退纠缠”相。前者出现于 pp 小于临界率 pcp_c 时,以稳态的体积律纠缠和淬火后的“弹道”纠缠增长为特征。相反,对于 p>pcp > p_c,系统只能维持面积律纠缠。在 p=pcp = p_c 处稳态为标度不变,且在 1+1 维中纠缠在淬火后对数增长。为获得纠缠-退纠缠相变的简单启发式图像,我们首先构建一个描述离散时间中第零 R\'{e}nyi 熵的玩具模型。我们通过将其映射为经典渗流中的优化问题精确求解该模型。一般的纠缠-退纠缠相变可用冯·诺依曼熵及更高 R\'{e}nyi 熵诊断,且与玩具问题有许多定性共性。我们在量子自旋链中数值研究该一般相变,表明两相对应的现象学与玩具模型相似,但具有独特的“量子”临界指数,我们在 1+11+1 维中数值算出。我们考察幺正动力学的两种不同情形:非可积伊辛模型的 Floquet 动力学与随机电路动力学。我们在每种情形下获得相容的普适性质,表明纠缠-退纠缠相变对于受投影测量的多体系统是普适的。我们讨论此相变对多体系统量子可观测量数值计算的意义。

关键词

引用

@article{arxiv.1808.05953,
  title  = {Measurement-Induced Phase Transitions in the Dynamics of Entanglement},
  author = {Brian Skinner and Jonathan Ruhman and Adam Nahum},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1808.05953},
  year   = {2019}
}

备注

17+4 pages, 16 figures; updated discussion and results for mutual information; graphics error fixed