論文の概要: System-Environment Entanglement Phase Transitions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.16343v1
• Date: Mon, 27 Nov 2023 22:04:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-30 09:23:48.210557
• Title: System-Environment Entanglement Phase Transitions
• Title（参考訳）: システム環境エンタングルメント相転移
• Authors: Yuto Ashida, Shunsuke Furukawa, Masaki Oshikawa
• Abstract要約: 量子多体系の絡み合いは、長距離特性によって支配される普遍現象を示すことができる。 開多体系に固有の絡み合いの普遍性と相転移について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Entanglement in quantum many-body systems can exhibit universal phenomena governed by long-distance properties. We study universality and phase transitions of the entanglement inherent to open many-body systems, namely, the entanglement between a system of interest and its environment. Specifically, we consider the Tomonaga-Luttinger liquid (TLL) under a local measurement and analyze its unconditioned nonunitary evolution, where the measurement outcomes are averaged over. We quantify the system-environment entanglement by the R\'enyi entropy of the post-measurement density matrix, whose size-independent term encodes the universal low-energy physics. We develop a field-theoretical description to relate the universal term to the $g$ function in a boundary conformal field theory (CFT), and use the renormalization group (RG) method and the boundary CFT techniques to determine its value. We show that the universal contribution is determined by the TLL parameter $K$ and can exhibit singularity signifying an entanglement phase transition. Surprisingly, in certain cases the size-independent contribution can increase as a function of the measurement strength in contrast to what is na\"ively expected from the $g$-theorem. We argue that this unconventional behavior could be attributed to the dangerously irrelevant term which has been found in studies of the resistively shunted Josephson junction. We also check these results by numerical calculations in the spin-$\frac{1}{2}$ XXZ chain subject to a site-resolved measurement. Possible experimental realization in ultracold gases, which requires no postselections, is discussed.
• Abstract（参考訳）: 量子多体系の絡み合いは、長距離特性によって支配される普遍現象を示すことができる。 本研究では,多体系の開放に固有の絡み合いの普遍性と相転移,すなわち関心の系と環境との絡み合いについて検討する。 具体的には,局所的な測定条件下での友長・ラッティンガー液体(TLL)を考察し,その非一様進化を解析し,測定結果を平均化する。 測定後の密度行列の r\'enyi エントロピーによってシステム環境の絡み合いを定量化し、その大きさに依存しない項は普遍的な低エネルギー物理学をコードする。 境界共形場理論(CFT)における普遍項と$g$関数を関連付ける場理論記述を開発し、その値を決定するために再正規化群(RG)法と境界CFT法を用いる。 普遍的な寄与はTLLパラメータ$K$で決定され、絡み合い相転移を示す特異性を示すことができる。 驚くべきことに、いくつかのケースでは、サイズ非依存の貢献は、$g$-理論から期待されているものとは対照的に、測定強度の関数として増加する。 この非慣習的な行動は、抵抗的に回避されたジョセフソン接合の研究で発見された危険なほど無関係な用語に起因していると論じている。 また, これらの結果を, サイト分解測定対象のスピン=$\frac{1}{2}$ XXZ鎖の数値計算により検証した。 ポストセレクションを必要としない超低温気体の実験的実現の可能性について論じる。

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