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理解多体系统纠缠增长的两种机制:构建和移动

  • 摘要: 量子纠缠不仅是量子物理区别于经典物理的核心特征,也是量子信息与量子计算领域的基石,在非平衡量子多体动力学的研究中,它也是一个关键“探针”。理论上,物理学家通常利用“纠缠熵”来精确度量纯态复合系统中两个子系统之间的纠缠强度。
    探索纠缠在非平衡动力学中的时间演化,是近年来量子多体物理领域的一大热点。长期以来,该领域形成了一个标准的研究范式:将系统初始化为毫无纠缠的“直积态”,进而观察纠缠熵如何随时间“从零开始”增长。这一传统范式硕果累累,帮助人们清晰地界定了不同量子系统的动力学特征。在热化系统和通用的随机量子线路(random quantum circuit,RQC)中,纠缠会随时间呈现迅速的线性增长,并在接近最大值处饱和。而在多体局域化(many-body localized,MBL)系统中,纠缠的增长则慢得多,大致上只随时间呈对数增长,并且在较低的值就饱和了。在其他诸如可积系统或安德森局域化(Anderson localized,AL)系统中,纠缠动力学也呈现出各自的特点,前者的纠缠不会饱和到热化时那么高的值,而后者的纠缠压根不怎么增长。

     

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