論文の概要: Fractal, logarithmic and volume-law entangled non-thermal steady states
via spacetime duality
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.06873v3
- Date: Sat, 23 Apr 2022 23:30:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-08 11:05:33.589489
- Title: Fractal, logarithmic and volume-law entangled non-thermal steady states
via spacetime duality
- Title（参考訳）: 時空双対性によるフラクタル、対数、体積則の絡み合った非熱的定常状態
- Authors: Matteo Ippoliti, Tibor Rakovszky, Vedika Khemani
- Abstract要約: 一方の空間と時間の間の双対変換と他方のユニタリティと非ユニタリティが、非ユニタリー力学の定常状態相を実現するためにどのように使用できるかを示す。
カオス的ユニタリ回路の時空双対では、この写像は非熱的体積-負の絡み合った位相を発見できる。
また、エンフラクタルエンタングルメントスケーリングによる新しい定常相も見いだす。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The extension of many-body quantum dynamics to the non-unitary domain has led
to a series of exciting developments, including new out-of-equilibrium
entanglement phases and phase transitions. We show how a duality transformation
between space and time on one hand, and unitarity and non-unitarity on the
other, can be used to realize steady state phases of non-unitary dynamics that
exhibit a rich variety of behavior in their entanglement scaling with subsystem
size -- from logarithmic to extensive to \emph{fractal}. We show how these
outcomes in non-unitary circuits (that are "spacetime-dual" to unitary
circuits) relate to the growth of entanglement in time in the corresponding
unitary circuits, and how they differ, through an exact mapping to a problem of
unitary evolution with boundary decoherence, in which information gets
"radiated away" from one edge of the system. In spacetime-duals of chaotic
unitary circuits, this mapping allows us to uncover a non-thermal volume-law
entangled phase with a logarithmic correction to the entropy distinct from
other known examples. Most notably, we also find novel steady state phases with
\emph{fractal} entanglement scaling, $S(\ell) \sim \ell^{\alpha}$ with tunable
$0 < \alpha < 1$ for subsystems of size $\ell$ in one dimension. These
fractally entangled states add a qualitatively new entry to the families of
many-body quantum states that have been studied as energy eigenstates or
dynamical steady states, whose entropy almost always displays either area-law,
volume-law or logarithmic scaling. We also present an experimental protocol for
preparing these novel steady states with only a very limited amount of
postselection via a type of "teleportation" between spacelike and timelike
slices of quantum circuits.
- Abstract（参考訳）: 多体量子力学の非ユニタリ領域への拡張は、新しい平衡外絡相や相転移を含む一連のエキサイティングな発展をもたらした。
一方の空間と時間の間の双対変換と、他方のユニタリティと非ユニタリティは、対数的から拡張的まで、サブシステムサイズとの絡み合いのスケーリングにおいて、多種多様な振る舞いを示す非ユニタリー力学の定常状態相を実現するためにどのように使用できるかを示す。
非ユニタリ回路におけるこれらの結果が、対応するユニタリ回路における絡み合いの時間的増加と、境界デコヒーレンスによるユニタリ進化問題への正確なマッピングを通して、システムの一方の端から情報を「放射」する「境界デコヒーレンス」によってどのように異なるかを示す。
カオスユニタリ回路の時空双対では、このマッピングにより、他の既知の例とは異なるエントロピーに対する対数補正で、非熱的体積法則の絡み合った位相を発見できる。
最も顕著な点として、新しい定常状態相として \emph{fractal} エンタングルメントスケーリング、$S(\ell) \sim \ell^{\alpha}$ with tunable $0 < \alpha < 1$ for subsystems of size $\ell$ がある。
これらのフラクタル的に絡み合った状態は、エネルギー固有状態または動的定常状態として研究されてきた多体量子状態の族に質的に新しいエントリを与える。
また, 量子回路の空間的スライスと時間的スライス間の「テレポーテーション」の一種を用いて, 限られた量のポスト選択しか持たない新しい定常状態を作成するための実験プロトコルを提案する。
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