تعمیم سلسله مراتبی وحدت دوگانه

تعمیم سلسله مراتبی وحدت دوگانه

تمبر زمان: 20 فوریه 2024، 9:43 صبح

Xie-Hang Yu، Zhiyuan Wang و Pavel Kos

Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748 گارچینگ، آلمان

این مقاله را جالب می دانید یا می خواهید بحث کنید؟ SciRate را ذکر کنید یا در SciRate نظر بدهید.

چکیده

دینامیک کوانتومی با برهمکنش‌های محلی در مدل‌های شبکه، فیزیک غنی را نشان می‌دهد، اما مطالعه آن بسیار سخت است. مدارهای دوگانه امکان پاسخ دقیق به سوالات فیزیکی جالب در سیستم های کوانتومی یک بعدی و بالاتر را فراهم می کنند. با این حال، این خانواده از مدل‌ها برخی از ویژگی‌های غیر جهانی را نشان می‌دهند، مانند محو شدن همبستگی‌ها در داخل مخروط نور و حرارتی شدن آنی مشاهده‌پذیرهای محلی. در این کار ما تعمیم مدارهای دوگانه را پیشنهاد می‌کنیم که در آن توابع همبستگی مکانی-زمانی دقیقاً قابل محاسبه رفتار غنی‌تری را نشان می‌دهند، و حرارتی غیر پیش پاافتاده‌ای از مشاهدات محلی دارند. این امر با تعمیم شرط تک دروازه به سلسله مراتبی از شرایط چند دروازه به دست می آید، جایی که سطح اول مدل های دو واحدی را بازیابی می کند و سطح دوم این ویژگی های جالب جدید را نشان می دهد. ما همچنین بحث را گسترش می‌دهیم و راه‌حل‌های دقیقی را برای همبستگی‌هایی با موارد مشاهده‌پذیر چند سایت ارائه می‌کنیم و در مورد مرتبه‌های بالاتر، از جمله مواردی که پس از خاموش کردن کوانتومی هستند، بحث می‌کنیم. علاوه بر این، ما پارامترهای جامعی را برای موارد کیوبیت ارائه می‌کنیم، و خانواده جدیدی از مدل‌ها را برای ابعاد محلی بزرگتر از دو پیشنهاد می‌کنیم، که همچنین خانواده جدیدی از مدل‌های دوگانه را ارائه می‌دهد.

Hierarchical generalization of dual unitarity PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

تصویر ویژه: در این کار، مدارهای کوانتومی با سلسله مراتبی از شرایط را در نظر می گیریم که شرایط دو واحدی را آرام می کند. هر شرط سلسله مراتبی شامل دروازه های بیشتری است. هنوز قابل حل است و فیزیک غنی تری دارد.

خلاصه محبوب

دینامیک سیستم های توسعه یافته با تعاملات محلی موضوع کانونی تحقیقات جوامع مختلف مانند فیزیک آماری، فیزیک ماده متراکم، آشوب کوانتومی و فیزیک انرژی بالا است. پیچیدگی محاسباتی این دینامیک، توسعه مدل‌های قابل حل جدید را برای آشکار کردن رفتارهای چند بدنه ضروری می‌کند. برخی از مهم‌ترین مدل‌هایی که برای این منظور به کار می‌روند مدارهای به اصطلاح دو واحدی هستند که با تغییر نقش فضا و زمان فیزیکی باقی می‌مانند. با این حال، آنها هنوز برخی از ویژگی‌های غیرجهانی، از جمله توابع همبستگی ناپدید شدن در داخل مخروط نور و حرارتی شدن آنی مشاهده‌پذیرهای محلی را نشان می‌دهند.

برای پرداختن به این محدودیت‌ها، کار ما شرایط دو واحدی را به سلسله مراتبی از شرایط شامل دروازه‌های بیشتر و بیشتر که در آن مدار دو واحدی اولین سطح است، رها می‌کند. سطوح بالاتر سطح حلالیت را حفظ می کند و رفتار فیزیکی عمومی تری را نشان می دهد. بنابراین کار ما راه را برای درک عمیق‌تر دینامیک آشوب کوانتومی هموار می‌کند و الهام‌بخش توسعه مدل‌های پیچیده‌تر قابل حل است.

► داده های BibTeX

◄ مراجع

[1] AJ Daley، C Kollath، U Scholwöck، و G Vidal. "گروه عادی سازی مجدد چگالی-ماتریس وابسته به زمان با استفاده از فضاهای هیلبرت موثر تطبیقی". مجله مکانیک آماری: تئوری و آزمایش 2004، P04005 (2004).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1742-5468/​2004/​04/​P04005

[2] نوربرت شوچ، مایکل ام. ولف، فرانک ورسترایته و جی. ایگناسیو سیراک. "مقیاس سازی آنتروپی و شبیه سازی با حالت های محصول ماتریس". فیزیک کشیش لِت 100, 030504 (2008).
https://doi.org/​10.1103/​physrevlett.100.030504

[3] مارکو لیوبوتینا، لنارت زادنیک و توماز پروسن. "انتقال چرخش بالستیک در یک سیستم کوانتومی یکپارچه با هدایت دوره ای". فیزیک کشیش لِت 122, 150605 (2019).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.122.150605

[4] متیو پی.ای فیشر، ودیکا خامانی، آدام ناهوم و ساگار ویجی. مدارهای کوانتومی تصادفی بررسی سالانه فیزیک ماده متراکم 14، 335-379 (2023).
https://doi.org/​10.1146/annurev-conmatphys-031720-030658

[5] برونو برتینی، پاول کوس و توماز پروسن. "توابع همبستگی دقیق برای مدل های شبکه دو واحدی در ابعاد 1+1". فیزیک کشیش لِت 123, 210601 (2019).
https://doi.org/​10.1103/​physrevlett.123.210601

[6] لورنزو پیرولی، برونو برتینی، جی. ایگناسیو سیراک و توماز پروسن. دینامیک دقیق در مدارهای کوانتومی دو واحدی فیزیک Rev. B 101, 094304 (2020).
https://doi.org/​10.1103/​physrevb.101.094304

[7] برونو برتینی، پاول کوس و توماز پروسن. "فاکتور شکل طیفی دقیق در یک مدل حداقلی از آشوب کوانتومی چند جسمی". فیزیک کشیش لِت 121, 264101 (2018).
https://doi.org/​10.1103/​physrevlett.121.264101

[8] برونو برتینی، پاول کوس و توماز پروسن. "ضریب شکل طیفی ماتریس تصادفی مدارهای کوانتومی دو واحدی". ارتباطات در فیزیک ریاضی (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-021-04139-2

[9] برونو برتینی، پاول کوس و توماز پروسن. "درهم تنیدگی در حال گسترش در یک مدل حداقلی از حداکثر هرج و مرج کوانتومی چند بدنه". فیزیک Rev. X 9, 021033 (2019).
https://doi.org/​10.1103/​physrevx.9.021033

[10] برونو برتینی، پاول کوس و توماز پروسن. "درهم تنیدگی اپراتور در مدارهای کوانتومی محلی I: مدارهای هرج و مرج دو واحدی". SciPost Phys. 8, 67 (2020).
https://doi.org/​10.21468/​SciPostPhys.8.4.067

[11] سارنگ گوپالاکریشنان و آستن لامکرافت. مدارهای واحد با عمق محدود و عرض نامحدود از کانال های کوانتومی. فیزیک Rev. B 100, 064309 (2019).
https://doi.org/​10.1103/​physrevb.100.064309

[12] پیتر دبلیو کلیس و آستن لاماکرفت. مدارهای کوانتومی حداکثر سرعت فیزیک Rev. Res. 2, 033032 (2020).
https://doi.org/​10.1103/​physrevresearch.2.033032

[13] برونو برتینی و لورنزو پیرولی "درهم آمیزی در مدارهای واحد تصادفی: نتایج دقیق". فیزیک Rev. B 102, 064305 (2020).
https://doi.org/​10.1103/​physrevb.102.064305

[14] آیزاک رید و برونو برتینی "موانع درهم تنیدگی در مدارهای دو واحدی". فیزیک Rev. B 104, 014301 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.104.014301

[15] تیانچی ژو و آرام دبلیو هارو. حداکثر سرعت درهم تنیدگی دلالت بر یکسانی دوگانه دارد. بررسی فیزیکی B 106 (2022).
https://doi.org/​10.1103/​physrevb.106.l201104

[16] ون وی هو و سون وون چوی. "طراحی‌های دقیق وضعیت کوانتومی نوظهور از دینامیک آشوب کوانتومی". فیزیک کشیش لِت 128, 060601 (2022).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.128.060601

[17] پیتر دبلیو کلیس و آستن لاماکرفت. "طراحی های حالت کوانتومی اضطراری و دو واحدی در دینامیک مدار دو واحدی". Quantum 6, 738 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2022-06-15-738

[18] ماتئو ایپولیتی و ون وی هو. "تصفیه دینامیکی و ظهور طرح های حالت کوانتومی از مجموعه پیش بینی شده". PRX Quantum 4, 030322 (2023).
https://doi.org/​10.1103/​PRXQuantum.4.030322

[19] فلیکس فریتز و توماز پروسن. "گرماسازی حالت ویژه در مدارهای کوانتومی دوگانه: مجانبی توابع طیفی". فیزیک Rev. E 103, 062133 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevE.103.062133

[20] السیو لروز، مایکل سونر و دیمیتری آ. آبانین. "رویکرد ماتریس نفوذ به پویایی فلوکه چند بدنه". فیزیک Rev. X 11, 021040 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevX.11.021040

[21] جاکومو جودیس، جولیانو جودیچی، مایکل سونر، جولیان تونیس، آلسیو لروز، دیمیتری آ. آبانین، و لورنزو پیرولی. درهم تنیدگی زمانی، شبه ذرات و نقش برهمکنش ها. فیزیک کشیش لِت 128, 220401 (2022).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.128.220401

[22] الساندرو فولینو، تیانچی ژو و برونو برتینی. "درهم تنیدگی زمانی در مدارهای کوانتومی آشفته". فیزیک Rev. X 13, 041008 (2023).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevX.13.041008

[23] ماتئو ایپولیتی و ودیکا خامانی. "دینامیک درهم تنیدگی بدون انتخاب از طریق دوگانگی فضازمان". فیزیک کشیش لِت 126, 060501 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.126.060501

[24] ماتئو ایپولیتی، تیبور راکوفسکی و ودیکا خامانی. «فرکتال، لگاریتمی، و قانون حجم، حالت‌های پایدار غیر حرارتی را از طریق دوگانگی فضازمان درهم‌تنیده‌اند». فیزیک Rev. X 12, 011045 (2022).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevX.12.011045

[25] سونگ چنگ لو و تارون گروور. "دوگانگی فضا-زمان بین انتقال های محلی سازی و انتقال های ناشی از اندازه گیری". PRX Quantum 2, 040319 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​PRXQuantum.2.040319

[26] ریوتارو سوزوکی، کوسوکه میتارای و کیسوکه فوجی. "قدرت محاسباتی مدارهای کوانتومی دو واحدی یک و دو بعدی". Quantum 6, 631 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2022-01-24-631

[27] الی چرتکوف، جاستین بونت، دیوید فرانسوا، جان گابلر، دن گرش، آرون هانکین، کنی لی، دیوید هیز، برایان نینهویس، راسل استاتز، اندرو سی پاتر و مایکل فاس فیگ. شبیه سازی دینامیک هولوگرافیک با کامپیوتر کوانتومی یون به دام افتاده Nature Physics 18، 1074–1079 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-022-01689-7

[28] شیائو می، پدرام روشن، کریس کوئینتانا، سالواتوره ماندرا، جفری مارشال، چارلز نیل، فرانک آروت، کونال آریا، خوان آتالایا، رایان باببوش، جوزف سی باردین، رامی بارندز، ژوائو باسو، آندریاس بنگتسسون، سرجیو بویکسو، الکساندر بوراسا، مایکل بروتون، باب بی باکلی، دیوید ای. بوئل، برایان بورکت، نیکلاس بوشنل، زیجون چن، بنجامین کیارو، روبرتو کالینز، ویلیام کورتنی، شان دمورا، آلن آر.درک، اندرو دانسورث، دنیل اپنس، کاترین اریکسون، ادوارد فرهی ، آستین جی. فاولر، بروکس فاکسن، کریگ گیدنی، ماریسا جوستینا، جاناتان ای. گراس، متیو پی. هریگان، شان دی. هرینگتون، جرمی هیلتون، آلن هو، سابرینا هونگ، ترنت هوانگ، ویلیام جی. هاگینز، ال بی آیوف، سرگئی وی. ایزاکوف، ایوان جفری، ژانگ جیانگ، کودی جونز، دویر کافری، جولیان کلی، سون کیم، الکسی کیتایف، پل وی. ، جارود آر. مک کلین، تروور مک کورت، مت مک یوون، آنتونی مگرنت، کوین سی میائو، مسعود محسنی، شیرین منتظری، وویسیک مرچکیویچ، جاش موتوس، اوفر نعمان، متیو نیلی، مایکل نیومن، مورفی یو. اوژن نیو برین، الکس اوپرمکاک، اریک اوستبی، بالینت پاتو، آندره پتوخوف، نیکلاس رد، نیکلاس سی روبین، دانیل سانک، کوین جی ساتزینگر، ولادیمیر شوارتز، داگ استرین، مارکو اسزلای، متیو دی. ترویتیک، بنجامین ویلانگا، تئودور وایت، Z. Jamie Yao، Ping Yeh، Adam Zalcman، Hartmut Neven، Igor Aleiner، Kostyantyn Kechedzhi، Vadim Smelyanskiy، و Yu Chen. "درهم آمیختن اطلاعات در مدارهای کوانتومی". Science 374, 1479-1483 (2021).
https://doi.org/​10.1126/​science.abg5029

[29] سهیل احمد راتر، اس. آراویندا، و آرول لاکشمینارایان. «ایجاد مجموعه‌هایی از تکامل‌های کوانتومی دوگانه واحد و درهم‌تنیده». فیزیک کشیش لِت 125, 070501 (2020).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.125.070501

[30] بوریس گوتکین، پتر براون، مرام آکیلا، دانیل والتنر و توماس گوهر. "همبستگی های محلی دقیق در زنجیره های لگد زده". فیزیک Rev. B 102, 174307 (2020).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.102.174307

[31] پیتر دبلیو کلیس و آستن لاماکرفت. مدارهای کوانتومی دو واحدی ارگودیک و غیر ارگودیک با بعد فضای محلی هیلبرت دلخواه. فیزیک کشیش لِت 126, 100603 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​physrevlett.126.100603

[32] اس. آراویندا، سهیل احمد راتر، و آرول لاکشمینارایان. "از مدارهای برنولی دو واحدی تا کوانتومی: نقش قدرت درهم‌تنیدگی در ساخت سلسله مراتب ارگودیک کوانتومی". فیزیک Rev. Research 3, 043034 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.043034

[33] توماز پروسن. "هرج و مرج کوانتومی چند بدنه و یکپارچگی دوگانه دور یک چهره". آشوب: مجله بین رشته ای علوم غیرخطی 31، 093101 (2021).
https://doi.org/​10.1063/​5.0056970

[34] مارتون بورسی و بالاز پوزگای. "ساخت و خواص ارگودیسیته مدارهای کوانتومی واحد دوگانه". فیزیک Rev. B 106, 014302 (2022).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.106.014302

[35] مارتون مستیان، بالاز پوزگای، و یان ام. وانلس. "وحدت چند جهته و درهم تنیدگی حداکثر در حالت های کوانتومی متقارن فضایی". SciPost Phys. 16, 010 (2024).
https://doi.org/​10.21468/​SciPostPhys.16.1.010

[36] پیتر دبلیو کلیس، آستن لاماکرفت و جیمی ویکاری. "از دو واحدی تا دو واحدی: یک مدل 2 طبقه ای برای دینامیک کوانتومی چند جسمی دقیقاً قابل حل" (2023). arXiv:2302.07280.
arXiv: 2302.07280

[37] پاول کوس، برونو برتینی و توماز پروسن. "همبستگی در مدارهای دو واحدی آشفته: فرمول مسیر-انتگرال کارآمد". فیزیک Rev. X 11, 011022 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​physrevx.11.011022

[38] مایکل ای. رامپ، رودریش موسنر، و پیتر دبلیو کلیس. "از واحد دوگانه تا گسترش عملگر کوانتومی عمومی". فیزیک کشیش لِت 130, 130402 (2023).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.130.130402

[39] شرین جونی، ودیکا خامانی و متئو ایپولیتی. مدارهای کوانتومی سه گانه فیزیک Rev. Research 3, 043046 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.043046

[40] ریچارد ام. میلبراد، لیزا شلر، کریستوفر آسموس، و کریستین بی. مندل. مدل ها و مدارهای شبکه کوانتومی واحد سه تایی در ابعاد 2+1 دلار. فیزیک کشیش لِت 130, 090601 (2023).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.130.090601

[41] یوسف قاسم و توماز پروسن. مدارهای واحد دوگانه در هندسه های تصادفی مجله فیزیک الف: ریاضی و نظری 56, 025003 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​acb1e0

[42] لوئیس ماسانس. "هولوگرافی گسسته در مدارهای دو واحدی" (2023). arXiv:2301.02825.
arXiv: 2301.02825

[43] پاول کوس و جورجیوس استیلیاریس. "مدارهای کانال های کوانتومی فضا و زمان". Quantum 7, 1020 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2023-05-24-1020

[44] الکسیوس کریستوپولوس، آندریا د لوکا، دی ال کووریژین و توماز پروسن. "مدارهای کلاسیک نمادین دوگانه: مدلی کاملاً قابل حل از هرج و مرج چند بدنه" (2023). arXiv:2307.01786.
arXiv: 2307.01786

[45] جان ای تایسون. "تجزیه عملگر-اشمیت و تبدیل فوریه، با کاربردهایی برای اعداد عملگر-اشمیت واحدها". مجله فیزیک الف: ریاضی و عمومی 36، 10101 (2003).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0305-4470/​36/​39/​309

[46] مارکو مدنجاک، کاتیا کلوباس و توماز پروسن. انتشار در سیستم های شبکه برهمکنش قطعی. Physical Review Letters 119 (2017).
https://doi.org/​10.1103/​physrevlett.119.110603

[47] کاتیا کلوباس، مارکو مدنجاک، توماز پروسن و متیو وانیکات. "محصول ماتریس وابسته به زمان ansatz برای تعامل دینامیک برگشت پذیر". ارتباطات در فیزیک ریاضی 371، 651-688 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-019-03494-5

[48] کاتیا کلوباس و برونو برتینی. "آرامش دقیق به گیبس ها و حالت های ثابت غیر تعادلی در قانون 54 اتومات سلولی کوانتومی". SciPost Physics 11 (2021).
https://doi.org/​10.21468/​scipostphys.11.6.106

[49] کاتیا کلوباس، سیسیلیا دفازیو و خوان پی گاراهان. "آب هراسی" دقیق در مدارهای قطعی: نوسانات دینامیکی در مدل فلوکت شرقی (2023). arXiv:2305.07423.
arXiv: 2305.07423

[50] برونو برتینی، پاول کوس و توماز پروسن. "دینامیک محلی سازی شده در مدل کوانتومی شرق فلوکت" (2023). arXiv:2306.12467.
arXiv: 2306.12467

[51] کاتیا کلوباس، برونو برتینی و لورنزو پیرولی. دینامیک حرارتی دقیق در اتومات سلولی کوانتومی "قانون 54". فیزیک کشیش لِت 126, 160602 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.126.160602

[52] الساندرو فولیگنو، کاتیا کلوباس و برونو برتینی. "در حال آماده سازی" (2023).

ذکر شده توسط

[1] چوان لیو و ون وی هو، "دینامیک درهم تنیدگی قابل حل در مدارهای کوانتومی با واحد دوگانه تعمیم یافته"، arXiv: 2312.12239, (2023).

[2] الساندرو فولیگنو، پاول کوس و برونو برتینی، "اطلاعات کوانتومی در مدارهای دو واحدی تعمیم یافته منتشر می شوند". arXiv: 2312.02940, (2023).

[3] برونو برتینی، سیسیلیا دفازیو، خوان پی. گاراهان و کاتیا کلوباس، "دینامیک خاموش کردن دقیق مدل شرق کوانتومی Floquet در نقطه قطعی"، arXiv: 2310.06128, (2023).

[4] تام هولدن-دای، لوئیس ماسانس، و آریجیت پال، "هزینه های اساسی برای مدارهای دو واحدی"، arXiv: 2312.14148, (2023).

[5] سهیل احمد، "ساخت تانسورهای کامل با استفاده از بردارهای دو مدولار"، arXiv: 2309.01504, (2023).

[6] مایکل A. Rampp، سهیل A. Rather، و Pieter W. Claeys، "غشاء درهم تنیدگی در مدل های شبکه کاملا قابل حل"، arXiv: 2312.12509, (2023).

نقل قول های بالا از SAO/NASA Ads (آخرین به روز رسانی با موفقیت 2024-02-20 14:52:04). فهرست ممکن است ناقص باشد زیرا همه ناشران داده های استنادی مناسب و کاملی را ارائه نمی دهند.

واکشی نشد داده های استناد شده متقاطع در آخرین تلاش 2024-02-20 14:52:03: داده های استناد شده برای 10.22331/q-2024-02-20-1260 از Crossref دریافت نشد. اگر DOI اخیراً ثبت شده باشد، طبیعی است.

این مقاله در Quantum تحت عنوان منتشر شده است Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) مجوز. حق چاپ نزد دارندگان حق چاپ اصلی مانند نویسندگان یا مؤسسات آنها باقی می ماند.

تمبر زمان:

بیشتر از مجله کوانتومی