Hierarhična posplošitev dvojne enotnosti

Hierarhična posplošitev dvojne enotnosti

Časovni žig: 20. februar 2024 9

Xie-Hang Yu, Zhiyuan Wang in Pavel Kos

Max-Planck-Institut za Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748 Garching, Nemčija

Se vam zdi ta članek zanimiv ali želite razpravljati? Zaslišite ali pustite komentar na SciRate.

Minimalizem

Kvantna dinamika z lokalnimi interakcijami v mrežnih modelih prikazuje bogato fiziko, vendar jo je znano težko preučevati. Dvojno-enotna vezja omogočajo natančne odgovore na zanimiva fizikalna vprašanja v čistih ali neurejenih eno- in višjedimenzionalnih kvantnih sistemih. Vendar pa ta družina modelov kaže nekatere neuniverzalne značilnosti, kot so izginjajoče korelacije znotraj svetlobnega stožca in trenutna termalizacija lokalnih opazovanj. V tem delu predlagamo posplošitev dualno-enotnih vezij, kjer natančno izračunljive prostorsko-časovne korelacijske funkcije kažejo bogatejše obnašanje in imajo netrivialno termalizacijo lokalnih opazovanj. To se doseže s posplošitvijo pogoja z enim vratom na hierarhijo pogojev z več vrati, kjer prva raven obnovi dvojne enotne modele, druga raven pa kaže te nove zanimive lastnosti. Prav tako razširjamo razpravo in nudimo natančne rešitve za korelatorje z opazovanji na nekaj mestih in razpravljamo o višjih redih, vključno s tistimi po kvantnem dušenju. Poleg tega zagotavljamo izčrpne parametrizacije za primere kubitov in predlagamo novo družino modelov za lokalne dimenzije, večje od dveh, ki zagotavlja tudi novo družino dvojno-enotnih modelov.

Hierarhična posplošitev dvojne enotnosti PlatoBlockchain Data Intelligence. Navpično iskanje. Ai.

Predstavljena slika: V tem delu obravnavamo kvantna vezja s hierarhijo pogojev, ki omili dualno-enotne pogoje. Vsak hierarhični pogoj vključuje več vrat. Še vedno je rešljiv in ima bogatejšo fiziko.

Priljubljen povzetek

Dinamika razširjenih sistemov z lokalnimi interakcijami je osrednja tema raziskav različnih skupnosti, kot so statistična fizika, fizika kondenzirane snovi, kvantni kaos in fizika visokih energij. Računska zapletenost te dinamike zahteva razvoj novih rešljivih modelov za razkritje vedenja več teles. Nekateri najpomembnejši modeli, uporabljeni v ta namen, so tako imenovana dvojno-enotna vezja, ki ostanejo fizična, ko spremenijo vlogo prostora in časa. Vendar še vedno kažejo nekatere neuniverzalne značilnosti, vključno z izginjajočimi korelacijskimi funkcijami znotraj svetlobnega stožca in takojšnjo termalizacijo lokalnih opazovalcev.

Da bi obravnavali te omejitve, naše delo sprosti dvojno-enotni pogoj v hierarhijo pogojev, ki vsebuje vedno več vrat, kjer je dvojno-enotno vezje prva raven. Višje ravni ohranjajo raven rešljivosti in kažejo bolj splošno fizično vedenje. Tako naše delo utira pot globljemu razumevanju kvantne kaotične dinamike in navdihuje razvoj bolj zapletenih rešljivih modelov.

► BibTeX podatki

► Reference

[1] AJ Daley, C Kollath, U Schollwöck in G Vidal. “Časovno odvisna renormalizacijska skupina gostotne matrike z uporabo prilagodljivih efektivnih Hilbertovih prostorov”. Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment 2004, P04005 (2004).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1742-5468/​2004/​04/​P04005

[2] Norbert Schuch, Michael M. Wolf, Frank Verstraete in J. Ignacio Cirac. “Skaliranje entropije in simulabilnost s stanji produkta matrike”. Phys. Rev. Lett. 100, 030504 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.100.030504

[3] Marko Ljubotina, Lenart Zadnik in Tomaž Prosen. "Balistični vrtilni transport v periodično gnanem integrabilnem kvantnem sistemu". Phys. Rev. Lett. 122, 150605 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.150605

[4] Matthew PA Fisher, Vedika Khemani, Adam Nahum in Sagar Vijay. "Naključna kvantna vezja". Letni pregled fizike kondenzirane snovi 14, 335–379 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1146 / annurev-conmatphys-031720-030658

[5] Bruno Bertini, Pavel Kos in Tomaž Prosen. “Natančne korelacijske funkcije za dvojno-unitarne mrežne modele v dimenzijah 1+1”. Phys. Rev. Lett. 123, 210601 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.123.210601

[6] Lorenzo Piroli, Bruno Bertini, J. Ignacio Cirac in Tomaž Prosen. "Natančna dinamika v dualno-unitarnih kvantnih vezjih". Phys. Rev. B 101, 094304 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevb.101.094304

[7] Bruno Bertini, Pavel Kos in Tomaž Prosen. "Natančna spektralna oblika faktorja v minimalnem modelu kvantnega kaosa več teles". Phys. Rev. Lett. 121, 264101 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.121.264101

[8] Bruno Bertini, Pavel Kos in Tomaž Prosen. "Faktor naključne matrične spektralne oblike dualno-unitarnih kvantnih vezij". Komunikacije v matematični fiziki (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-021-04139-2

[9] Bruno Bertini, Pavel Kos in Tomaž Prosen. "Širjenje zapletenosti v minimalnem modelu maksimalnega kvantnega kaosa več teles". Phys. Rev. X 9, 021033 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevx.9.021033

[10] Bruno Bertini, Pavel Kos in Tomaž Prosen. "Zapletenost operaterjev v lokalnih kvantnih vezjih I: kaotična dvojno-enotna vezja". SciPost Phys. 8, 67 (2020).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.8.4.067

[11] Sarang Gopalakrishnan in Austen Lamacraft. "Enotna vezja končne globine in neskončne širine iz kvantnih kanalov". Phys. Rev. B 100, 064309 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevb.100.064309

[12] Pieter W. Claeys in Austen Lamacraft. "Kvantna vezja z največjo hitrostjo". Phys. Rev. Res. 2, 033032 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.2.033032

[13] Bruno Bertini in Lorenzo Piroli. "Premešavanje v naključnih enotnih vezjih: Natančni rezultati". Phys. Rev. B 102, 064305 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevb.102.064305

[14] Isaac Reid in Bruno Bertini. "Pregrade zapletanja v dualno-enotnih vezjih". Phys. Rev. B 104, 014301 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.104.014301

[15] Tianci Zhou in Aram W. Harrow. "Maksimalna hitrost zapletanja implicira dvojno enotnost". Physical Review B 106 (2022).
https://​/​doi.org/​10.1103/​physrevb.106.l201104

[16] Wen Wei Ho in Soonwon Choi. "Natančne nastajajoče zasnove kvantnega stanja iz kvantne kaotične dinamike". Phys. Rev. Lett. 128, 060601 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.060601

[17] Pieter W. Claeys in Austen Lamacraft. "Nastajajoči načrti kvantnih stanj in biunitarnost v dinamiki dual-unitnega vezja". Quantum 6, 738 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2022-06-15-738

[18] Matteo Ippoliti in Wen Wei Ho. "Dinamično čiščenje in nastanek zasnov kvantnih stanj iz projektiranega ansambla". PRX Quantum 4, 030322 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.4.030322

[19] Felix Fritzsch in Tomaž Prosen. “Termalizacija lastnega stanja v dualno-unitarnih kvantnih vezjih: Asimptotika spektralnih funkcij”. Phys. Rev. E 103, 062133 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.103.062133

[20] Alessio Lerose, Michael Sonner in Dmitry A. Abanin. "Pristop matrike vplivov k Floquetovi dinamiki več teles". Phys. Rev. X 11, 021040 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.021040

[21] Giacomo Giudice, Giuliano Giudici, Michael Sonner, Julian Thoenniss, Alessio Lerose, Dmitry A. Abanin in Lorenzo Piroli. “Časovna prepletenost, kvazidelci in vloga interakcij”. Phys. Rev. Lett. 128, 220401 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.220401

[22] Alessandro Foligno, Tianci Zhou in Bruno Bertini. "Časovna zapletenost v kaotičnih kvantnih vezjih". Phys. Rev. X 13, 041008 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.13.041008

[23] Matteo Ippoliti in Vedika Khemani. "Dinamika zapletanja brez izbire prek prostorsko-časovne dualnosti". Phys. Rev. Lett. 126, 060501 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.060501

[24] Matteo Ippoliti, Tibor Rakovszky in Vedika Khemani. “Fraktalna, logaritemska in prostorninsko zapletena netoplotna stacionarna stanja prek prostorsko-časovne dualnosti”. Phys. Rev. X 12, 011045 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.12.011045

[25] Tsung-Cheng Lu in Tarun Grover. “Dvojnost prostora-časa med lokalizacijskimi prehodi in prehodi, ki jih povzročajo meritve”. PRX Quantum 2, 040319 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.040319

[26] Ryotaro Suzuki, Kosuke Mitarai in Keisuke Fujii. Računska moč eno- in dvodimenzionalnih dualno-unitarnih kvantnih vezij. Quantum 6, 631 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2022-01-24-631

[27] Eli Chertkov, Justin Bohnet, David Francois, John Gaebler, Dan Gresh, Aaron Hankin, Kenny Lee, David Hayes, Brian Neyenhuis, Russell Stutz, Andrew C. Potter in Michael Foss-Feig. "Simulacije holografske dinamike s kvantnim računalnikom z ujetimi ioni". Nature Physics 18, 1074–1079 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-022-01689-7

[28] Xiao Mi, Pedram Roushan, Chris Quintana, Salvatore Mandrà, Jeffrey Marshall, Charles Neill, Frank Arute, Kunal Arya, Juan Atalaya, Ryan Babbush, Joseph C. Bardin, Rami Barends, Joao Basso, Andreas Bengtsson, Sergio Boixo, Alexandre Bourassa, Michael Broughton, Bob B. Buckley, David A. Buell, Brian Burkett, Nicholas Bushnell, Zijun Chen, Benjamin Chiaro, Roberto Collins, William Courtney, Sean Demura, Alan R. Derk, Andrew Dunsworth, Daniel Eppens, Catherine Erickson, Edward Farhi , Austin G. Fowler, Brooks Foxen, Craig Gidney, Marissa Giustina, Jonathan A. Gross, Matthew P. Harrigan, Sean D. Harrington, Jeremy Hilton, Alan Ho, Sabrina Hong, Trent Huang, William J. Huggins, LB Ioffe, Sergei V. Isakov, Evan Jeffrey, Zhang Jiang, Cody Jones, Dvir Kafri, Julian Kelly, Seon Kim, Alexei Kitaev, Paul V. Klimov, Alexander N. Korotkov, Fedor Kostritsa, David Landhuis, Pavel Laptev, Erik Lucero, Orion Martin , Jarrod R. McClean, Trevor McCourt, Matt McEwen, Anthony Megrant, Kevin C. Miao, Masoud Mohseni, Shirin Montazeri, Wojciech Mruczkiewicz, Josh Mutus, Ofer Naaman, Matthew Neeley, Michael Newman, Murphy Yuezhen Niu, Thomas E. O' Brien, Alex Opremcak, Eric Ostby, Balint Pato, Andre Petukhov, Nicholas Redd, Nicholas C. Rubin, Daniel Sank, Kevin J. Satzinger, Vladimir Shvarts, Doug Strain, Marco Szalay, Matthew D. Trevithick, Benjamin Villalonga, Theodore White, Z. Jamie Yao, Ping Yeh, Adam Zalcman, Hartmut Neven, Igor Aleiner, Kostyantyn Kechedzhi, Vadim Smelyanskiy in Yu Chen. "Premešavanje informacij v kvantnih vezjih". Znanost 374, 1479–1483 (2021).
https://doi.org/ 10.1126/science.abg5029

[29] Suhail Ahmad Rather, S. Aravinda in Arul Lakshminarayan. "Ustvarjanje sklopov dvojno enotnih in maksimalno zapletenih kvantnih evolucij". Phys. Rev. Lett. 125, 070501 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.070501

[30] Boris Gutkin, Petr Braun, Maram Akila, Daniel Waltner in Thomas Guhr. "Natančne lokalne korelacije v vrnjenih verigah". Phys. Rev. B 102, 174307 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.102.174307

[31] Pieter W. Claeys in Austen Lamacraft. “Ergodična in neergodična dualno-unitarna kvantna vezja s poljubno lokalno dimenzijo Hilbertovega prostora”. Phys. Rev. Lett. 126, 100603 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.126.100603

[32] S. Aravinda, Suhail Ahmad Rather in Arul Lakshminarayan. "Od dualno-unitarnih do kvantnih Bernoullijevih vezij: Vloga prepletajoče moči pri konstruiranju kvantne ergodične hierarhije". Phys. Rev. Research 3, 043034 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.043034

[33] Tomaž Prosen. "Kvantni kaos več teles in dvojna enotnost okoli obraza". Chaos: Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science 31, 093101 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 5.0056970

[34] Márton Borsi in Balázs Pozsgay. “Konstrukcija in lastnosti ergodičnosti dvojnih enotnih kvantnih vezij”. Phys. Rev. B 106, 014302 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.106.014302

[35] Márton Mestyán, Balázs Pozsgay in Ian M. Wanless. "Večsmerna enotnost in največja zapletenost v prostorsko simetričnih kvantnih stanjih". SciPost Phys. 16, 010 (2024).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.16.1.010

[36] Pieter W. Claeys, Austen Lamacraft in Jamie Vicary. »Od dualno-unitarnega do biunitarnega: 2-kategorični model za natančno rešljivo kvantno dinamiko več teles« (2023). arXiv:2302.07280.
arXiv: 2302.07280

[37] Pavel Kos, Bruno Bertini in Tomaž Prosen. "Korelacije v motenih dualno-unitarnih vezjih: učinkovita formula potnega integrala". Phys. Rev. X 11, 011022 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevx.11.011022

[38] Michael A. Rampp, Roderich Moessner in Pieter W. Claeys. "Od dvojne unitarnosti do generičnega širjenja kvantnega operaterja". Phys. Rev. Lett. 130, 130402 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.130.130402

[39] Cheryne Jonay, Vedika Khemani in Matteo Ippoliti. "Trienotna kvantna vezja". Phys. Rev. Research 3, 043046 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.043046

[40] Richard M. Milbradt, Lisa Scheller, Christopher Aßmus in Christian B. Mendl. “Ternarni unitarni kvantni mrežni modeli in vezja v dimenzijah $2+1$”. Phys. Rev. Lett. 130, 090601 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.130.090601

[41] Jusuf Kasim in Tomaž Prošen. “Dvojna enotna vezja v naključnih geometrijah”. Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 56, 025003 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​acb1e0

[42] Lluis Masanes. »Diskretna holografija v dualno-enotnih vezjih« (2023). arXiv:2301.02825.
arXiv: 2301.02825

[43] Pavel Kos in Georgios Styliaris. “Vozja prostorskih in časovnih kvantnih kanalov”. Quantum 7, 1020 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2023-05-24-1020

[44] Alexios Christopoulos, Andrea De Luca, DL Kovrizhin in Tomaz Prosen. »Dvojna simplektična klasična vezja: natančno rešljiv model kaosa več teles« (2023). arXiv:2307.01786.
arXiv: 2307.01786

[45] Jon E Tyson. “Operator-Schmidtova razčlenitev in Fourierjeva transformacija z aplikacijami na operator-schmidtova števila unitarjev”. Journal of Physics A: Mathematical and General 36, 10101 (2003).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0305-4470/​36/​39/​309

[46] Marko Medenjak, Katja Klobas in Tomaž Prosen. "Difuzija v determinističnih medsebojno delujočih mrežnih sistemih". Physical Review Letters 119 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.119.110603

[47] Katja Klobas, Marko Medenjak, Tomaž Prosen in Matthieu Vanicat. "Časovno odvisen matrični izdelek ansatz za medsebojno reverzibilno dinamiko". Sporočila v matematični fiziki 371, 651–688 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-019-03494-5

[48] Katja Klobas in Bruno Bertini. "Natančna sprostitev na Gibbsova in neravnovesna stabilna stanja v pravilu 54 kvantnega celičnega avtomata". SciPost Fizika 11 (2021).
https: / / doi.org/ 10.21468 / scipostphys.11.6.106

[49] Katja Klobas, Cecilia De Fazio in Juan P. Garrahan. »Natančna »hidrofobnost« v determinističnih vezjih: dinamična nihanja v modelu floquet-east« (2023). arXiv:2305.07423.
arXiv: 2305.07423

[50] Bruno Bertini, Pavel Kos in Tomaž Prosen. »Lokalizirana dinamika v floquetovem kvantnem vzhodnem modelu« (2023). arXiv:2306.12467.
arXiv: 2306.12467

[51] Katja Klobas, Bruno Bertini in Lorenzo Piroli. "Natančna dinamika termalizacije v kvantnem celičnem avtomatu "pravilo 54". Phys. Rev. Lett. 126, 160602 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.160602

[52] Alessandro Foligno, Katja Klobas in Bruno Bertini. "V pripravi" (2023).

Navedel

[1] Chuan Liu in Wen Wei Ho, "Dinamika rešljivega zapletanja v kvantnih vezjih s posplošeno dvojno enotnostjo", arXiv: 2312.12239, (2023).

[2] Alessandro Foligno, Pavel Kos in Bruno Bertini, "Kvantno širjenje informacij v posplošenih dualno-unitnih vezjih", arXiv: 2312.02940, (2023).

[3] Bruno Bertini, Cecilia De Fazio, Juan P. Garrahan in Katja Klobas, "Natančna dinamika dušenja kvantnega modela Floquet East na deterministični točki", arXiv: 2310.06128, (2023).

[4] Tom Holden-Dye, Lluis Masanes in Arijeet Pal, "Osnovni naboji za dvojna enotna vezja", arXiv: 2312.14148, (2023).

[5] Suhail Ahmad Rather, "Konstrukcija popolnih tenzorjev z uporabo biunimodularnih vektorjev", arXiv: 2309.01504, (2023).

[6] Michael A. Rampp, Suhail A. Rather in Pieter W. Claeys, "The entanglement membrane in exactly solvable lattice models", arXiv: 2312.12509, (2023).

Zgornji citati so iz SAO / NASA ADS (zadnjič posodobljeno 2024-02-20 14:52:04). Seznam je morda nepopoln, saj vsi založniki ne dajejo ustreznih in popolnih podatkov o citiranju.

Pridobitve ni bilo mogoče Crossref citirani podatki med zadnjim poskusom 2024-02-20 14:52:03: Citiranih podatkov za 10.22331 / q-2024-02-20-1260 od Crossrefa ni bilo mogoče pridobiti. To je normalno, če je bil DOI registriran pred kratkim.

Ta dokument je objavljen v Quantumu pod Priznanje avtorstva Creative Commons 4.0 International (CC BY 4.0) licenca. Avtorske pravice ostajajo pri izvirnih imetnikih avtorskih pravic, kot so avtorji ali njihove ustanove.

Časovni žig:

Več od Quantum Journal