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无后选(postselection)方法用于监控量子动力学与纠缠相变

量子物理 2025-07-01 v2 统计力学 强关联电子

摘要

受监控量子电路中测量诱导的纠缠相变激发了多元化研究社区的活跃度。然而,由于后选(postselection)需要指数级计算复杂度,导致该领域的实验研究仅限于小规模或可被经典模拟的特殊系统。我们提出了解决这一突破性问题的方案,通过引入具有 U(1) 对称性的可扩展协议,实现了从实验数据中直接观察纠缠相变,无需对底层模型进行详细假设或与模拟数据进行基准测试。因此,该方法适用于那些不容许高效经典模拟的电路,能够以最小的理论输入重构完整的纠缠熵曲线。我们的 approach 依赖于自适应电路和一种引导协议(steering protocol),通过混合态集合来近似纯态轨迹,从而可以高效滤除目标轨迹的子系统 U(1) 电荷波动,以获得其纠缠熵。引导协议将后选和态测量的指数成本替换为可扩展的开销,该开销对于固定精度 ϵ\epsilon 和电路规模 LL,按 NsL5/2/ϵ\mathcal{N}_s\sim L^{5/2}/\epsilon 进行扩展。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.19052,
  title  = {Postselection-free approach to monitored quantum dynamics and entanglement phase transitions},
  author = {Kim Pöyhönen and Ali G. Moghaddam and Moein N. Ivaki and Teemu Ojanen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.19052},
  year   = {2025}
}

备注

17 pages, 12 figures