在相互作用量子场模拟器中观察面积定律
量子物理
2025-10-16 v1 量子气体
摘要
信息在各方之间共享用于量化其相关性。跨空间和时间编码的相关性特征了系统的结构、历史和相互作用。在信息研究中最基本的性质之一是面积定律，它指出空间子区域之间共享的信息通常随其边界面积而非体积进行比例。对于非相互作用量子许多体系统，其中适用高斯统计，信息测度的缩放已被充分理解。在相互作用系统中，由于状态重构的复杂性，信息测度的读取受阻。因此，迄今为止仅对由少数局部粒子构成的小型量子系统进行测量。本文通过在可调相互作用强度的超冷原子模拟器中实验表明量子场模拟器中互信息的面积定律。我们的结果详细描述了互信息随子系统体积、边界面积以及空间区域间距离在有限温度下的缩放。此外，我们量化了非高斯相关的总体效应，使用信息论度量——相对熵。我们所呈现的方法是数据驱动的、无模型的，并可直接应用于其他平台和可观测量，因此构成了探索高维量子系统信息及其在量子物质和时空中作用的通用工具包。
引用
@article{arxiv.2510.13783,
title = {Observation of area laws in an interacting quantum field simulator},
author = {Maciej T. Jarema and Mohammadamin Tajik and Jörg Schmiedmayer and Silke Weinfurtner and Tobias Haas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.13783},
year = {2025}
}