利用无序关联子探测量子信息传播
量子物理
2022-03-30 v2
摘要
相互作用的多体量子系统展现出丰富的物理现象与动力学性质，但却以难以研究而著称：它们在解析上极具挑战，且在经典计算机上模拟具有指数级难度。小规模量子信息处理器有望高效模拟这些系统，但表征其动力学在实验上十分困难，需要超越简单关联函数和多体层析方法的探测手段。在此，我们展示了无序关联子（OTOCs）的测量，这是研究量子系统演化及量子热化等过程最有效的工具之一。我们利用超导电路实现了 3×3 二维硬核 Bose-Hubbard 晶格，通过执行 Loschmidt 回波研究其时间可逆性，并测量 OTOC 以观测量子信息的传播。我们实验的核心要求是能够相干地反转时间演化，这通过数字-模拟混合仿真方案实现。在存在频率无序的情况下，我们观察到局域化可随粒子数增多而被部分克服，这可能是二维多体局域化的一个特征。
引用
@article{arxiv.2102.11751,
title = {Probing quantum information propagation with out-of-time-ordered correlators},
author = {Jochen Braumüller and Amir H. Karamlou and Yariv Yanay and Bharath Kannan and David Kim and Morten Kjaergaard and Alexander Melville and Bethany M. Niedzielski and Youngkyu Sung and Antti Vepsäläinen and Roni Winik and Jonilyn L. Yoder and Terry P. Orlando and Simon Gustavsson and Charles Tahan and William D. Oliver},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.11751},
year = {2022}
}