論文の概要: Symmetry-resolved dynamical purification in synthetic quantum matter
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.07814v3
- Date: Fri, 11 Feb 2022 16:55:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-14 17:53:08.825752
- Title: Symmetry-resolved dynamical purification in synthetic quantum matter
- Title（参考訳）: 合成量子物質における対称性分解動的精製
- Authors: Vittorio Vitale, Andreas Elben, Richard Kueng, Antoine Neven, Jose
Carrasco, Barbara Kraus, Peter Zoller, Pasquale Calabrese, Benoit Vermersch,
Marcello Dalmonte
- Abstract要約: 我々は,コヒーレントかつ非コヒーレントなダイナミクスの競合により,対称性に富む情報の拡散が抑制されていることを示す。
我々の研究は、オープン量子系における多体ダイナミクスを特徴づけるための拡大ガラスとして、対称性が重要な役割を担っていることを示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2189422792863447
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: When a quantum system initialized in a product state is subjected to either
coherent or incoherent dynamics, the entropy of any of its connected partitions
generically increases as a function of time, signalling the inevitable
spreading of (quantum) information throughout the system. Here, we show that,
in the presence of continuous symmetries and under ubiquitous experimental
conditions, symmetry-resolved information spreading is inhibited due to the
competition of coherent and incoherent dynamics: in given quantum number
sectors, entropy decreases as a function of time, signalling dynamical
purification. Such dynamical purification bridges between two distinct short
and intermediate time regimes, characterized by a log-volume and log-area
entropy law, respectively. It is generic to symmetric quantum evolution, and as
such occurs for different partition geometry and topology, and classes of
(local) Liouville dynamics. We then develop a protocol to measure
symmetry-resolved entropies and negativities in synthetic quantum systems based
on the random unitary toolbox, and demonstrate the generality of dynamical
purification using experimental data from trapped ion experiments [Brydges et
al., Science 364, 260 (2019)]. Our work shows that symmetry plays a key role as
a magnifying glass to characterize many-body dynamics in open quantum systems,
and, in particular, in noisy-intermediate scale quantum devices.
- Abstract（参考訳）: 積状態で初期化された量子系がコヒーレントあるいは非コヒーレントな力学に従えば、その接続されたパーティションのエントロピーは時間関数として一般化して増加し、システム全体の(量子)情報の不可避な拡散をシグナルとする。
ここでは、連続対称性の存在や、ユビキタスな実験条件下では、コヒーレントおよび非コヒーレントなダイナミクスの競合により、対称性の解消された情報拡散が抑制され、与えられた量子数セクターでは、エントロピーは時間の関数として減少し、動的精製をシグナル伝達する。
これらの動的浄化橋は, それぞれ対数体積法と対数領域のエントロピー法を特徴とする2つの異なる短時と中間時との間にある。
これは対称量子進化に一般化されており、異なる分割幾何学と位相、および(局所)リウヴィル力学のクラスに対して発生する。
次に、ランダムなユニタリツールボックスに基づく合成量子系の対称性分解エントロピーと負性を測定するプロトコルを開発し、捕捉されたイオン実験(Brydges et al., Science 364, 260 (2019))]からの実験データを用いて動的浄化の一般性を示す。
我々の研究は、オープン量子システム、特にノイズ-中間スケール量子デバイスにおける多体力学を特徴づける拡大ガラスとして、対称性が重要な役割を担っていることを示している。
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