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含 $SU(2)$ 对称性的耗散型量子多体系统中的算子纠缠

量子物理 2025-10-07 v3

摘要

对称性会导致开放式量子多体系统中算子纠缠的非平凡动力学,这种动力学刻画了矩阵积密度算符 (MPDO) 表示密度矩阵的成本,并为相应的经典可模拟性提供了度量。一个例子是具有 U(1)U(1) 对称性的开放式量子系统,其中因 dephasing 而导致算子纠缠在晚期时间呈对数增长,而非被抑制。本文通过数值方法研究了具有更复杂 SU(2)SU(2) 对称性且包含除 dephasing 之外的耗散作用力的耗散型量子多体系统中的算子纠缠。我们表明,在 SU(2)SU(2) 对称情况下,算子纠缠在初始上升与下降之后,仍会在晚期时间以对数方式再次增长。我们发现,这一行为可完全从对应的 U(1)U(1) 子对称性中通过考虑对称性分辨算子纠缠来完全理解。但与 U(1)U(1) 对称性下仅含 dephasing 的情况不同的是,与半系统处于不同对称子域概率相关的经典 Shannon 熵以及相应的对称性分辨算子纠缠,对算子纠缠在长时间对数增长具有非平凡贡献。我们的结果表明,具有 U(1)U(1) 作为对称性或子对称性且包含除 dephasing 之外的更广泛耗散作用力的耗散型量子多体系统,在长时间内的算子纠缠对数增长是一种通用行为。通过将 SU(2)SU(2) 对称性的量子多体动力学分解为 U(1)U(1),我们还表明后者属性即使只具有 U(1)U(1) 对称性的开放式量子系统也同样成立。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.18468,
  title  = {Operator entanglement in $\mathrm{SU}(2)$-symmetric dissipative quantum many-body dynamics},
  author = {Lin Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.18468},
  year   = {2025}
}

备注

Author's accepted manuscript