Generalización jerárquica de la unitaridad dual.

Generalización jerárquica de la unitaridad dual.

Marca de tiempo: 20 de febrero de 2024 9:43 AM

Xie-Hang Yu, Zhiyuan Wang y Pavel Kos

Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748 Garching, Alemania

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Resumen

La dinámica cuántica con interacciones locales en modelos reticulares muestra una física rica, pero es notoriamente difícil de estudiar. Los circuitos unitarios duales permiten respuestas exactas a preguntas físicas interesantes en sistemas cuánticos unidimensionales o superiores, limpios o desordenados. Sin embargo, esta familia de modelos muestra algunas características no universales, como correlaciones que desaparecen dentro del cono de luz y la termalización instantánea de los observables locales. En este trabajo proponemos una generalización de circuitos unitarios duales donde las funciones de correlación espacio-temporal exactamente calculables muestran un comportamiento más rico y tienen una termalización no trivial de los observables locales. Esto se logra generalizando la condición de puerta única a una jerarquía de condiciones de puerta múltiple, donde el primer nivel recupera modelos unitarios duales y el segundo nivel exhibe estas nuevas características interesantes. También ampliamos la discusión y brindamos soluciones exactas a correlacionadores con observables de pocos sitios y discutimos órdenes superiores, incluidos los que se encuentran después de una extinción cuántica. Además, proporcionamos parametrizaciones exhaustivas para casos de qubit y proponemos una nueva familia de modelos para dimensiones locales mayores que dos, que también proporciona una nueva familia de modelos unitarios duales.

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Imagen de portada: En este trabajo, consideramos circuitos cuánticos con una jerarquía de condiciones que relaja las condiciones unitarias duales. Cada condición jerárquica implica más puertas. Todavía tiene solución y tiene una física más rica.

Resumen popular

La dinámica de sistemas extendidos con interacciones locales es el tema central de investigación de diferentes comunidades, como la física estadística, la física de la materia condensada, el caos cuántico y la física de altas energías. La complejidad computacional de esta dinámica requiere el desarrollo de nuevos modelos solubles para desentrañar comportamientos de muchos cuerpos. Algunos de los modelos más importantes empleados con este fin son los llamados circuitos unitarios duales, que permanecen físicos al cambiar los roles del espacio y el tiempo. Sin embargo, todavía manifiestan ciertas características no universales, incluidas las funciones de correlación que desaparecen dentro del cono de luz y la termalización instantánea de los observables locales.

Para abordar estas limitaciones, nuestro trabajo relaja la condición unitaria dual en una jerarquía de condiciones que contienen cada vez más puertas donde el circuito unitario dual es el primer nivel. Los niveles más altos mantienen un nivel de solucionabilidad y muestran un comportamiento físico más genérico. Por lo tanto, nuestro trabajo allana el camino para una comprensión más profunda de la dinámica caótica cuántica e inspira el desarrollo de modelos con solución más complejos.

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