論文の概要: Measurement-induced purification in large-N hybrid Brownian circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.07688v3
- Date: Fri, 25 Mar 2022 18:07:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-03 18:05:51.954342
- Title: Measurement-induced purification in large-N hybrid Brownian circuits
- Title（参考訳）: 大型Nハイブリッドブラウン回路における測定誘起浄化
- Authors: Gregory Bentsen and Subhayan Sahu and Brian Swingle
- Abstract要約: 量子情報を非局所的にスクランブルするユニタリダイナミクス間の競合は、測定誘起絡み合い相転移をもたらす。
我々は、この現象を解析的に抽出可能な全ブラウンハイブリッド回路モデルで研究する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Competition between unitary dynamics that scrambles quantum information
non-locally and local measurements that probe and collapse the quantum state
can result in a measurement-induced entanglement phase transition. Here we
study this phenomenon in an analytically tractable all-to-all Brownian hybrid
circuit model composed of qubits. The system is initially entangled with an
equal sized reference, and the subsequent hybrid system dynamics either
partially preserves or totally destroys this entanglement depending on the
measurement rate. Our approach can access a variety of entropic observables
which are distinguished by the averaging procedure, and for concreteness we
focus on a particular purity quantity for which the averaging is particularly
simple. We represent the purity as a path integral coupling four replicas with
twisted boundary conditions. Saddle-point analysis reveals a second-order phase
transition corresponding to replica permutation symmetry breaking below a
critical measurement rate. The transition is mean-field-like and we
characterize the critical properties near the transition in terms of a simple
Ising field theory in 0+1 dimensions. In addition to studying the purity of the
entire system, we study subsystem purities and relate these results to
manifestations of quantum error correction in the model. We also comment on the
experimental feasibility for simulating this averaged purity, and corroborate
our results with exact diagonalization for modest system sizes.
- Abstract（参考訳）: 量子情報を非局所的にスクランブルするユニタリダイナミクスと、量子状態をプローブし崩壊させる局所的な測定との競合は、測定誘起絡み合い相転移をもたらす。
ここでは、この現象を解析的に抽出可能な全ブラウンハイブリッド回路モデルで研究する。
この系は最初同じ大きさの基準で絡み合っており、その後のハイブリッド系力学は測定速度によって部分的に保存されるか完全に破壊される。
提案手法は, 平均化処理によって区別される様々なエントロピー観測装置にアクセスでき, 具体的には, 平均化が特に簡単な特定の純度量に注目する。
我々は純度を、ねじれた境界条件を持つ4つのレプリカの経路積分結合として表現する。
サドルポイント解析は、臨界測定速度以下で破れるレプリカ置換対称性に対応する2次相転移を示す。
遷移は平均場的であり、0+1次元の単純イジング場理論の観点で遷移近傍の臨界性質を特徴づける。
システム全体の純度を研究することに加え、サブシステム純度を研究し、これらの結果とモデルにおける量子エラー補正の顕在化を関連づける。
また、この平均純度をシミュレートするための実験可能性についてもコメントし、実験結果を、控えめなシステムサイズに対する正確な対角化と照合する。
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