論文の概要: Detecting entanglement in quantum many-body systems via permutation
moments
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.08391v2
- Date: Thu, 9 Feb 2023 08:24:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-21 23:17:09.784314
- Title: Detecting entanglement in quantum many-body systems via permutation
moments
- Title(参考訳): 置換モーメントによる量子多体系の絡み合いの検出
- Authors: Zhenhuan Liu, Yifan Tang, Hao Dai, Pengyu Liu, Shu Chen, Xiongfeng Ma
- Abstract要約: 置換モーメントに基づく多部交絡基準を設計するためのフレームワークを提案する。
これらの基準は、長距離$XY$ Hamiltonianを持つマルチキュービットIsingモデルにおいて強い検出能力を示す。
我々のフレームワークは、量子多体系のより複雑な絡み合い構造を検出するために一般化することもできる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.376631240407246
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Multipartite entanglement plays an essential role in both quantum information
science and many-body physics. Due to the exponentially large dimension and
complex geometric structure of the state space, the detection of entanglement
in many-body systems is extremely challenging in reality. Conventional means,
like entanglement witness and entropy criterion, either highly depend on the
prior knowledge of the studied systems or the detection capability is
relatively weak. In this work, we propose a framework for designing
multipartite entanglement criteria based on permutation moments, which have an
effective implementation with either the generalized control-SWAP quantum
circuits or the random unitary techniques. These criteria show strong detection
capability in the multi-qubit Ising model with a long-range $XY$ Hamiltonian.
The quantities associated with these criteria have clear physical meaning and
can be used as entanglement quantifiers, with which we show the entanglement
scaling transition in a quantum dynamical phase transition. Furthermore, our
framework can also be generalized to detect the much more complicated
entanglement structure in quantum many-body systems.
- Abstract(参考訳): 多成分の絡み合いは、量子情報科学と多体物理学の両方において重要な役割を果たす。
状態空間の指数的に大きな次元と複雑な幾何学構造のため、多体系の絡み合いの検出は現実的には極めて困難である。
従来の手段では、絡み合いの証人やエントロピー基準のように、研究対象のシステムの事前の知識に依存するか、検出能力が比較的弱い。
そこで本研究では,一般化制御SWAP量子回路とランダムユニタリ手法のいずれかを効果的に実装した,置換モーメントに基づく多部絡み合いの基準を設計するためのフレームワークを提案する。
これらの基準は、長距離$XY$ Hamiltonianを持つマルチキュービットIsingモデルにおいて強い検出能力を示す。
これらの基準に関連付けられた量には明確な物理的意味があり、量子力学相転移におけるエンタングルメントスケーリング遷移を示すエンタングルメント量子化器として使用できる。
さらに、我々のフレームワークは量子多体系のより複雑な絡み合い構造を検出するために一般化することもできる。
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