长程相互作用量子系统中关联的非定域传播
量子物理
2014-08-06 v1
摘要
量子多体系统中信息传播的最大速度直接影响系统各相异部分能够多快地产生关联，以及该系统在数值上描述的困难程度。对于仅具有短程相互作用的系统，Lieb 和 Robinson 导出了一个常速界限，将关联限制在一个线性有效光锥内。然而，对于具有长程相互作用的系统，其传播速度知之甚少，因为最佳的长程界限过于宽松，无法为任何已知的自旋模型给出正确的光锥形状，且解析解极少存在。在本工作中，我们通过实验确定了在长程 Ising 模型或 XY 模型哈密顿量下演化的远离平衡态量子多体系统的空间和时间依赖关联。对于几种不同的相互作用范围，我们提取了光锥的形状，并测量了关联在系统中传播的速度。在许多情况下，我们发现传播速度增加，这违反了 Lieb-Robinson 预测，其中一例甚至无法用任何现有理论解释。我们的结果表明，即使是中等规模的量子模拟器也已准备好用于研究经典计算难以处理的复杂多体系统。
引用
@article{arxiv.1401.5088,
title = {Non-local propagation of correlations in long-range interacting quantum systems},
author = {Philip Richerme and Zhe-Xuan Gong and Aaron Lee and Crystal Senko and Jacob Smith and Michael Foss-Feig and Spyridon Michalakis and Alexey V. Gorshkov and Christopher Monroe},
journal= {arXiv preprint arXiv:1401.5088},
year = {2014}
}