論文の概要: Entanglement Hamiltonian Tomography in Quantum Simulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.09000v2
• Date: Tue, 6 Oct 2020 15:05:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-01 21:56:43.676387
• Title: Entanglement Hamiltonian Tomography in Quantum Simulation
• Title（参考訳）: 量子シミュレーションにおけるハミルトントモグラフィ
• Authors: Christian Kokail, Rick van Bijnen, Andreas Elben, Beno\^it Vermersch, Peter Zoller
• Abstract要約: 量子シミュレータの絡み合いは、今日の中間スケール量子デバイスの時代において顕著な課題である。 本稿では, スピン系の密度行列と絡み合ったスペクトルを再構成するための効率的なトモグラフィープロトコルについて論じる。 数値シミュレーションを用いて1次元の長距離Isingモデルのプロトコルの有効性と有効性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Entanglement is the crucial ingredient of quantum many-body physics, and characterizing and quantifying entanglement in closed system dynamics of quantum simulators is an outstanding challenge in today's era of intermediate scale quantum devices. Here we discuss an efficient tomographic protocol for reconstructing reduced density matrices and entanglement spectra for spin systems. The key step is a parametrization of the reduced density matrix in terms of an entanglement Hamiltonian involving only quasi local few-body terms. This ansatz is fitted to, and can be independently verified from, a small number of randomised measurements. The ansatz is suggested by Conformal Field Theory in quench dynamics, and via the Bisognano-Wichmann theorem for ground states. Not only does the protocol provide a testbed for these theories in quantum simulators, it is also applicable outside these regimes. We show the validity and efficiency of the protocol for a long-range Ising model in 1D using numerical simulations. Furthermore, by analyzing data from $10$ and $20$ ion quantum simulators [Brydges \textit{et al.}, Science, 2019], we demonstrate measurement of the evolution of the entanglement spectrum in quench dynamics.
• Abstract（参考訳）: 絡み合いは量子多体物理学の重要な要素であり、量子シミュレータの閉系力学における絡み合いの特徴と定量化は、今日の中間スケール量子デバイスの時代において顕著な課題である。 本稿では,スピン系の密度行列と絡み合いスペクトルを再構成するための効率的なトモグラフィープロトコルについて述べる。 鍵となるステップは、準局所小体項のみを含む絡み合いハミルトニアンの項による還元密度行列のパラメトリゼーションである。 このアンザッツは、少数のランダム化測定値から独立に検証できる。 アンサッツは、クエンチ力学における共形場理論や、基底状態に対するビソグナーノ・ウィッチマンの定理によって提唱されている。 このプロトコルは量子シミュレータでこれらの理論のテストベッドを提供するだけでなく、これらのレジーム以外でも適用できる。 数値シミュレーションを用いて1次元の長距離Isingモデルのプロトコルの有効性と有効性を示す。 さらに、10ドルと20ドルのイオン量子シミュレータのデータを分析することで、そのデータを解析します。 Science, 2019]では、クエンチ力学における絡み合いスペクトルの進化の測定を実演しています。

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