کاوشگر ساختار علامت با استفاده از درهم تنیدگی ناشی از اندازه گیری

کاوشگر ساختار علامت با استفاده از درهم تنیدگی ناشی از اندازه گیری

چنگ جو لین1، ویچنگ یه1,2ییجیان زو3، شنگقی سنگ1,2، و تیموتی اچ. هسیه1

1موسسه محیطی برای فیزیک نظری، واترلو، انتاریو N2L 2Y5، کانادا
2گروه فیزیک و ستاره شناسی، دانشگاه واترلو، واترلو، انتاریو N2L 3G1، کانادا
3موسسه استنفورد برای فیزیک نظری، دانشگاه استنفورد، پالو آلتو، CA 94305، ایالات متحده آمریکا

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

چکیده

ساختار نشانه ای حالات کوانتومی ارتباط نزدیکی با فازهای کوانتومی ماده دارد، با این حال تشخیص چنین ویژگی های ریزدانه دامنه ها ظریف است. در اینجا ما به عنوان یک درهم تنیدگی ناشی از اندازه‌گیری تشخیصی (MIE) استفاده می‌کنیم: متوسط ​​درهم‌تنیدگی ایجاد شده بین دو طرف پس از اندازه‌گیری بقیه سیستم. ما پیشنهاد می‌کنیم که برای حالت بدون علامت، MIE پس از اندازه‌گیری در پایه بدون علامت، کمتر از همبستگی‌های موجود در حالت قبل از اندازه‌گیری کاهش نمی‌یابد. به طور مشخص، ما ثابت می‌کنیم که MIE با اطلاعات متقابل برای حالت‌های تثبیت‌کننده بدون علامت (اصولاً کدهای CSS)، که مرزی بین ابعاد مقیاس‌بندی نظریه‌های میدان هم‌شکل که نقاط بحرانی ناشی از اندازه‌گیری را در سیستم‌های تثبیت‌کننده توصیف می‌کنند، مرزبندی می‌کند. ما همچنین نشان می‌دهیم که برای توابع موج کیوبیت بدون علامت، MIE بین دو کیوبیت با یک تابع همبستگی ساده دو نقطه‌ای مرز بالایی دارد و پیشنهاد خود را در چندین حالت اساسی بحرانی سیستم‌های یک‌بعدی، از جمله میدان عرضی و سه‌بعدی تأیید می‌کنیم. مدل های ایزینگ انتقادی در مقابل، برای حالت‌هایی با ساختار علامت، چنین مرزهایی را می‌توان نقض کرد، همانطور که در مدارهای ترکیبی بحرانی نشان می‌دهیم که شامل واحدها و اندازه‌گیری‌های تصادفی هار یا کلیفورد و حالت‌های توپولوژیکی محافظت‌شده با تقارن بدون شکاف است.

آیا یک تابع موج بدون علامت خاصیت فیزیکی دارد که به ما اجازه دهد آن را از یک تابع موج عمومی تشخیص دهیم؟ در کارمان، ما نشان می‌دهیم که «درهم‌تنیدگی ناشی از اندازه‌گیری» (MIE) می‌تواند به عنوان یک تشخیص عمل کند: ما می‌پرسیم پس از اندازه‌گیری بقیه سیستم، چه مقدار درهم‌تنیدگی می‌تواند به طور متوسط ​​بین دو طرف ایجاد شود.
ما متوجه شدیم که اندازه‌گیری حالت‌های بدون علامت در یک مبنای بدون علامت نمی‌تواند به طور قابل‌توجهی بیشتر از همبستگی‌های موجود قبل از اندازه‌گیری ایجاد کند. به طور خاص، ما نشان می‌دهیم که برای یک حالت تثبیت‌کننده بدون علامت، MIE آن با اطلاعات متقابل آن در حد بالایی قرار دارد، در حالی که برای یک حالت کیوبیت بدون علامت عمومی‌تر، MIE آن با یک تابع همبستگی در محدوده بالایی قرار دارد. ما همچنین تشخیص MIE را در سیستم‌های مختلف حیاتی، از جمله «انتقال فاز ناشی از اندازه‌گیری» و حالت‌های پایه چندین زنجیره چرخشی بحرانی یک بعدی، تأیید می‌کنیم. در واقع، متوجه می‌شویم که نتایج عددی از حالت‌های بحرانی بدون علامت بالا، از یافته‌های ما پشتیبانی می‌کنند، در حالی که حالت‌های بحرانی بدون علامت می‌توانند MIE نامحدود ایجاد کنند.

► داده های BibTeX

◄ مراجع

[1] EY Loh، JE Gubernatis، RT Scalettar، SR White، DJ Scalapino، و RL Sugar. مشکل علامت در شبیه سازی عددی سیستم های چند الکترونی فیزیک Rev. B, 41 (13): 9301–9307, May 1990. 10.1103/​PhysRevB.41.9301.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.41.9301

[2] ماتیاس ترویر و اووه ینس ویزه. پیچیدگی محاسباتی و محدودیت های اساسی برای شبیه سازی مونت کارلو کوانتومی فرمیونی فیزیک Rev. Lett., 94 (17): 170201, May 2005. 10.1103/​PhysRevLett.94.170201.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.94.170201

[3] ماسو سوزوکی. رابطه بین سیستم‌های اسپین کوانتالی D-بعدی و سیستم‌های تبدیل بعدی (D + 1): معادل، توان‌های بحرانی و تقریب‌های سیستماتیک تابع پارتیشن و همبستگی‌های اسپین. Prog. نظریه. Phys., 56 (5): 1454–1469, نوامبر 1976. ISSN 0033-068X. 10.1143/​PTP.56.1454.
https://doi.org/​10.1143/​PTP.56.1454

[4] جیمز گوبرناتیس، نائوکی کاواشیما و فیلیپ ورنر. روش‌های مونت کارلو کوانتومی: الگوریتم‌های مدل‌های شبکه. انتشارات دانشگاه کمبریج، کمبریج، 2016. 10.1017/​CBO9780511902581.
https://doi.org/​10.1017/​CBO9780511902581

[5] سرگئی براوی، دیوید پی. دی وینچنزو، روبرتو آی. اولیویرا، و باربارا ام. ترهال. پیچیدگی مشکلات هامیلتونی محلی استوکواستیکی arXiv e-prints, art. quant-ph/​0606140، ژوئن 2006a.
arXiv:quant-ph/0606140

[6] مگابایت هاستینگز. توابع موج غیر منفی چقدر کوانتومی هستند؟ جی. ریاضی. Phys., 57 (1): 015210, January 2016. 10.1063/​1.4936216.
https://doi.org/​10.1063/​1.4936216

[7] Zohar Ringel و Dmitry L. Kovrizhin. پاسخ های گرانشی کوانتیزه، مسئله نشانه و پیچیدگی کوانتومی. علمی Adv., 3 (9): e1701758, 2017. 10.1126/​sciadv.1701758.
https://doi.org/​10.1126/​sciadv.1701758

[8] آدام اسمیت، عمری گولان و زوهر رینگل. مشکلات علامت ذاتی در نظریه های میدان کوانتومی توپولوژیکی فیزیک Rev. Research, 2 (3): 033515, سپتامبر 2020. 10.1103/​PhysRevResearch.2.033515.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.2.033515

[9] جاکومو تورلای، خوان کاراسکیلا، متیو تی فیشمن، راجر جی. ملکو و متیو پی.ای فیشر. مثبت‌سازی تابع موج از طریق تمایز خودکار. فیزیک Rev. Research, 2 (3): 032060, September 2020. ISSN 2643-1564. 10.1103/​PhysRevResearch.2.032060.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.2.032060

[10] تایلر دی. الیسون، کوهتارو کاتو، زی ون لیو، و تیموتی اچ. هسیه. مشکل علامت محافظت شده از تقارن و جادو در فازهای کوانتومی ماده. Quantum, 5: 612, دسامبر 2021. ISSN 2521-327X. 10.22331/​q-2021-12-28-612.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-12-28-612

[11] تارون گروور و متیو پی.ای فیشر. درهم تنیدگی و ساختار نشانه ای حالات کوانتومی. فیزیک Rev. A, 92 (4): 042308, October 2015. 10.1103/​PhysRevA.92.042308.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevA.92.042308

[12] M. Popp، F. Verstraete، MA Martín-Delgado، و JI Cirac. درهم تنیدگی قابل محلی سازی فیزیک Rev. A, 71 (4): 042306, April 2005. 10.1103/​PhysRevA.71.042306.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevA.71.042306

[13] Dominic V. Else، Ilai Schwarz، Stephen D. Bartlett و Andrew C. Doherty. فازهای محافظت شده با تقارن برای محاسبات کوانتومی مبتنی بر اندازه گیری فیزیک Rev. Lett., 108 (24): 240505, June 2012. 10.1103/​PhysRevLett.108.240505.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.108.240505

[14] تارون گروور و متیو پی.ای فیشر. مایعات گسسته کوانتومی J. Stat. مکانیک. Theory Exp.، 2014 (10): P10010، اکتبر 2014. 10.1088/1742-5468/​2014/​10/​p10010.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1742-5468/​2014/​10/​p10010

[15] محمد رجب پور. آنتروپی درهم تنیدگی پس از یک اندازه‌گیری تصویری جزئی در نظریه‌های میدان هم‌شکل 1 + 1 بعدی: نتایج دقیق J. Stat. مکانیک. Theory Exp., 6 (6): 063109, ژوئن 2016. 10.1088/1742-5468/​2016/​06/​063109.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1742-5468/​2016/​06/​063109

[16] دانیل بن زیون، جان مک گریوی و تارون گروور. جداسازی ماده کوانتومی با اندازه گیری فیزیک Rev. B, 101 (11): 115131, March 2020. 10.1103/​PhysRevB.101.115131.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.101.115131

[17] ایمان مرویان. درهم تنیدگی توپولوژیکی محافظت شده با تقارن. فیزیک Rev. B, 95 (4): 045111, January 2017. 10.1103/​PhysRevB.95.045111.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.95.045111

[18] ساگار ویجی. انتقال فاز مبتنی بر اندازه گیری در یک فاز درهم تنیده با قانون حجم. arXiv e-prints, art. arXiv:2005.03052، مه 2020.
arXiv: 2005.03052

[19] یائودونگ لی، شیائو چن، آندریاس دبلیو دبلیو لودویگ، و متیو پی.ای فیشر. تغییر ناپذیری منسجم و غیرمکانی کوانتومی در مدارهای هیبریدی بحرانی فیزیک Rev. B, 104 (10): 104305, 2021a. 10.1103/​PhysRevB.104.104305.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.104.104305

[20] آدام ناهوم و برایان اسکینر. درهم تنیدگی و پویایی فرآیندهای انتشار-نابودی با نقص مایورانا. فیزیک Rev. Research, 2 (2): 023288, ژوئن 2020. 10.1103/​PhysRevResearch.2.023288.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.2.023288

[21] شنگقی سانگ و تیموتی اچ هسیه. فازهای کوانتومی محافظت شده با اندازه گیری فیزیک Rev. Research, 3 (2): 023200, June 2021. 10.1103/​PhysRevResearch.3.023200.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.023200

[22] علی لواسانی، یحیی علویراد و میثم برکشلی. انتقال درهم تنیدگی توپولوژیکی ناشی از اندازه گیری در مدارهای کوانتومی تصادفی متقارن نات. Phys., 17 (3): 342-347, 2021. 10.1038/​s41567-020-01112-z.
https://doi.org/​10.1038/​s41567-020-01112-z

[23] ماتئو ایپولیتی، مایکل جی. گولانز، سارنگ گوپالاکریشنان، دیوید ای. هوس و ودیکا خامانی. انتقال فاز درهم تنیدگی در دینامیک فقط اندازه گیری فیزیک Rev. X, 11 (1): 011030, فوریه 2021. 10.1103/​PhysRevX.11.011030.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevX.11.011030

[24] نیکلای لانگ و هانس پیتر بوچلر. انتقال درهم تنیدگی در مدل Ising میدان عرضی تصویری. فیزیک Rev. B, 102 (9): 094204, 2020. 10.1103/​PhysRevB.102.094204.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.102.094204

[25] یائودونگ لی، شیائو چن، و متیو پی.ای فیشر. انتقال درهم تنیدگی مبتنی بر اندازه‌گیری در مدارهای کوانتومی ترکیبی فیزیک Rev. B, 100 (13): 134306, 2019a. 10.1103/​PhysRevB.100.134306.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.100.134306

[26] برایان اسکینر، جاناتان رومان و آدام ناهوم. انتقال فاز ناشی از اندازه گیری در دینامیک درهم تنیدگی فیزیک Rev. X, 9 (3): 031009, ژوئیه 2019. 10.1103/​PhysRevX.9.031009.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevX.9.031009

[27] آموس چان، راهول ام. ناندکیشور، مایکل پرتکو، و گریم اسمیت. دینامیک درهم تنیدگی واحد-پروفوژن. فیزیک Rev. B, 99 (22): 224307, ژوئن 2019. 10.1103/​PhysRevB.99.224307.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.99.224307

[28] اندرو سی پاتر و رومن واسور. دینامیک درهم تنیدگی در مدارهای کوانتومی ترکیبی arXiv e-prints, art. arXiv:2111.08018، نوامبر 2021.
arXiv: 2111.08018

[29] توماس اسکافیدی، دانیل ای. پارکر، و رومن واسور. نظم توپولوژیکی محافظت شده با تقارن بدون شکاف. فیزیک Rev. X, 7 (4): 041048, نوامبر 2017. 10.1103/​PhysRevX.7.041048.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevX.7.041048

[30] روبن ورسن، رایان تورنگرن، نیک جی جونز و فرانک پولمن. فازهای توپولوژیکی بدون شکاف و بحرانی کوانتومی غنی شده با تقارن. فیزیک Rev. X, 11 (4): 041059, دسامبر 2021. 10.1103/​PhysRevX.11.041059.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevX.11.041059

[31] AR Calderbank و Peter W. Shor. کدهای اصلاح کننده خطای کوانتومی خوبی وجود دارد. فیزیک Rev. A, 54 (2): 1098–1105, August 1996. 10.1103/​PhysRevA.54.1098.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevA.54.1098

[32] اندرو استین. تداخل چند ذره و تصحیح خطای کوانتومی. Proc. R. Soc. لندن. سر. A, 452 (1954): 2551–2577، نوامبر 1996. 10.1098/​rspa.1996.0136.
https://doi.org/​10.1098/​rspa.1996.0136

[33] سرگئی براوی، دیوید فتال و دانیل گوتسمن. بازده استخراج GHZ برای حالت های تثبیت کننده چند بخشی. جی. ریاضی. Phys., 47 (6): 062106, June 2006b. 10.1063/1.2203431.
https://doi.org/​10.1063/​1.2203431

[34] چائو مینگ جیان، یی ژوانگ یو، رومن واسور و آندریاس دبلیو دبلیو لودویگ. بحرانی ناشی از اندازه گیری در مدارهای کوانتومی تصادفی فیزیک Rev. B, 101 (10): 104302, March 2020. 10.1103/​PhysRevB.101.104302.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.101.104302

[35] پاتریک هیدن، سپهر نظامی، شیائو لیانگ چی، ناتانیل توماس، مایکل والتر و ژائو یانگ. دوگانگی هولوگرافیک از شبکه های تانسور تصادفی J. High Energy Phys.، 2016 (11): 9، نوامبر 2016. 10.1007/​JHEP11(2016)009.
https://doi.org/​10.1007/​JHEP11(2016)009

[36] رومن واسور، اندرو سی پاتر، یی-ژوانگ یو، و آندریاس دبلیو دبلیو لودویگ. انتقال درهم تنیدگی از شبکه های تانسور تصادفی هولوگرافیک فیزیک Rev. B, 100 (13): 134203, October 2019. 10.1103/​PhysRevB.100.134203.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.100.134203

[37] ییمو بائو، سون وون چوی و ایهود آلتمن. تئوری انتقال فاز در مدارهای واحد تصادفی با اندازه گیری. فیزیک Rev. B, 101 (10): 104301, March 2020. 10.1103/​PhysRevB.101.104301.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.101.104301

[38] AA Belavin، AM Polyakov، و AB Zamolodchikov. تقارن منشور بینهایت در نظریه میدان کوانتومی دو بعدی هسته فیزیک B, 241 (2): 333–380, ژوئیه 1984. ISSN 0550-3213. 10.1016/0550-3213(84)90052-X.
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0550-3213(84)90052-X

[39] Shengqi Sang، Yaodong Li، Tianci Zhou، Xiao Chen، Timothy H. Hsieh، و Matthew PA Fisher. درهم تنیدگی منفی در بحرانی ناشی از اندازه گیری. PRX Quantum, 2 (3): 030313, ژوئیه 2021. 10.1103/​PRXQuantum.2.030313.
https://doi.org/​10.1103/​PRXQuantum.2.030313

[40] تیموتی اچ. هسیه، گابور بی. هالاس، و تارون گروور. تمام مدل های ماورانا با تقارن ترجمه فوق متقارن هستند. فیزیک Rev. Lett., 117 (16): 166802, October 2016. 10.1103/​PhysRevLett.117.166802.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.117.166802

[41] یائودونگ لی، شیائو چن، و متیو پی.ای فیشر. انتقال درهم تنیدگی مبتنی بر اندازه‌گیری در مدارهای کوانتومی ترکیبی فیزیک Rev. B, 100 (13): 134306, October 2019b. 10.1103/​PhysRevB.100.134306.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.100.134306

[42] یائودونگ لی، رومن واسور، متیو پی.ای فیشر، و آندریاس دبلیو دبلیو لودویگ. مدل مکانیک آماری برای شبکه‌های تانسور تصادفی کلیفورد و مدارهای کوانتومی نظارت شده arXiv e-prints, art. arXiv:2110.02988، اکتبر 2021b.
arXiv: 2110.02988

[43] آیدان زابالو، مایکل جی گولانز، جاستین اچ ویلسون، رومن واسور، آندریاس دبلیو دبلیو لودویگ، سارنگ گوپالاکریشنان، دیوید آ هوس و جی اچ پیکسلی. ابعاد مقیاس‌بندی اپراتور و چندشکلی در انتقال‌های ناشی از اندازه‌گیری. فیزیک Rev. Lett., 128 (5): 050602, 2022. 10.1103/​PhysRevLett.128.050602.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.128.050602

[44] اسکات آرونسون و دنیل گوتسمن شبیه سازی بهبود یافته مدارهای تثبیت کننده فیزیک Rev. A, 70 (5): 052328, 2004. 10.1103/​PhysRevA.70.052328.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevA.70.052328

[45] آیدان زابالو، مایکل جی گولانز، جاستین اچ ویلسون، سارنگ گوپالاکریشنان، دیوید ای هاس و جی اچ پیکسلی. خواص بحرانی انتقال ناشی از اندازه گیری در مدارهای کوانتومی تصادفی فیزیک Rev. B, 101 (6): 060301, 2020. 10.1103/​PhysRevB.101.060301.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevB.101.060301

[46] ویلیام کی. ووترز. درهم تنیدگی تشکیل یک حالت دلخواه از دو کیوبیت. فیزیک Rev. Lett., 80 (10): 2245–2248, March 1998. 10.1103/​PhysRevLett.80.2245.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.80.2245

[47] پاسکواله کالابرز، جان کاردی و اریک تونی. آنتروپی درهم تنیدگی دو بازه مجزا در نظریه میدان منسجم. J. Stat. مکانیک. Theory Exp., 2009 (11): P11001, November 2009. ISSN 1742-5468. 10.1088/1742-5468/2009/11/​p11001.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1742-5468/​2009/​11/​p11001

[48] خدیجه نجفی و محمد رجب پور. آنتروپی درهم تنیدگی پس از اندازه گیری های انتخابی در زنجیره های کوانتومی. J. High Energy Phys.، 2016 (12): 124، دسامبر 2016. 10.1007/​JHEP12(2016)124.
https://doi.org/​10.1007/​JHEP12(2016)124

[49] ژان ماری استفان. احتمال تشکیل پوچی، عوامل تعیین کننده تاپلیتز، و نظریه میدان همسان. J. Stat. مکانیک. Theory Exp.، 2014 (5): 05010، مه 2014. 10.1088/​1742-5468/​2014/​05/​P05010.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1742-5468/​2014/​05/​P05010

[50] جان ال. کاردی. تأثیر شرایط مرزی بر محتوای عملگر نظریه‌های دوبعدی ناتغییر مطابقت. هسته فیزیک B, 275: 200-218, 1986. 10.1016/0550-3213(86)90596-1.
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0550-3213(86)90596-1

[51] ادوارد اوبرایان و پل فندلی. ابرتقارن شبکه و همزیستی نظم-بی نظمی در مدل سه بحرانی. فیزیک Rev. Lett., 120 (20): 206403, May 2018. 10.1103/​PhysRevLett.120.206403.
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.120.206403

[52] دیوید فتال، توبی اس. کوبیت، یوشیهیسا یاماموتو، سرگئی براویی، و آیزاک ال. چوانگ. درهم تنیدگی در فرمالیسم تثبیت کننده. arXiv e-prints, art. quant-ph/​0406168، ​​ژوئن 2004.
arXiv:quant-ph/0406168

ذکر شده توسط

[1] الکسی میلکین و فدور کی پوپوف، "انتقال فاز ناشی از اندازه گیری در انتقال از راه دور و کرم چاله ها"، arXiv: 2210.03083, (2022).

[2] ساموئل جی. گارات، زک واینستین و ایهود آلتمن، "اندازه گیری ها به صورت غیرمحلی برای بازسازی حالت های کوانتومی بحرانی توطئه می کنند". arXiv: 2207.09476, (2022).

[3] استفانو آنتونینی، گریگوری بنتسن، چون جون کائو، جاناتان هارپر، شائو-کای جیان، و برایان سوینگل، "اندازه گیری هولوگرافیک و انتقال از راه دور". Journal of High Energy Physics 2022 12, 124 (2022).

[4] ژیل پارز، کلمان برتیره، و ویلیام ویتزاک-کرمپا، «جدایی‌پذیری و درهم‌تنیدگی حالت‌های پیوند ظرفیتی طنین‌آمیز»، arXiv: 2212.11740, (2022).

[5] زک واینستاین، روهیت ساجیث، ایهود آلتمن، و ساموئل جی. گارات، «غیرمحلی و درهم تنیدگی در زنجیره‌های ایزینگ کوانتومی اندازه‌گیری شده» arXiv: 2301.08268, (2023).

نقل قول های بالا از SAO/NASA Ads (آخرین به روز رسانی با موفقیت 2023-02-03 01:30:48). فهرست ممکن است ناقص باشد زیرا همه ناشران داده های استنادی مناسب و کاملی را ارائه نمی دهند.

On سرویس استناد شده توسط Crossref هیچ داده ای در مورد استناد به آثار یافت نشد (آخرین تلاش 2023-02-03 01:30:47).

تمبر زمان:

بیشتر از مجله کوانتومی