論文の概要: Entanglement Microscopy: Tomography and Entanglement Measures via Quantum Monte Carlo

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.14916v1
• Date: Thu, 22 Feb 2024 19:00:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-26 16:40:43.030717
• Title: Entanglement Microscopy: Tomography and Entanglement Measures via Quantum Monte Carlo
• Title（参考訳）: エンタングルメント顕微鏡:量子モンテカルロによるトモグラフィーとエンタングルメント対策
• Authors: Ting-Tung Wang, Menghan Song, Liuke Lyu, William Witczak-Krempa, Zi Yang Meng
• Abstract要約: 我々は、量子モンテカルロシミュレーションにおいて、部分領域に付随する完全に還元された密度行列を得るために、エンタングルメント顕微鏡と呼ばれるプロトコルを開発する。 我々は、一般的な相互作用系に対するフェルミオンLNの大規模温度法則スケーリングを解析的に取得する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3749861135832073
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We develop a protocol, dubbed entanglement microscopy, to obtain the full reduced density matrix associated with subregions in quantum Monte Carlo simulations for bosonic and fermionic manybody systems. Our microscopy allows to perform quantum state tomography, and thus gives access to true entanglement measures, such as the logarithmic negativity (LN). We exemplify our method by studying the phase diagram near quantum critical points (QCP) in 2 spatial dimensions: the transverse field Ising model and a Gross-Neveu-Yukawa transition of Dirac fermions. Our main results are: i) the Ising QCP exhibits short-range entanglement with a finite sudden death of the LN both in space and temperature; ii) the Gross-Neveu QCP has a power-law decaying fermionic LN consistent with conformal field theory (CFT) exponents; iii) going beyond bipartite entanglement, we find no detectable 3-party entanglement in a large parameter window near the Ising QCP in 2d, in contrast to 1d. We also analytically obtain the large-temperature power law scaling of the fermionic LN for general interacting systems. Our approach allows one to perform quantum state tomography locally in a way that is analogous to atomic-scale imaging with a scanning tunneling microscope. Controlled entanglement microscopy opens a new window into quantum matter, with countless systems waiting to be explored.
• Abstract（参考訳）: 我々は, 量子モンテカルロシミュレーションにおいて, エンタングルメント顕微鏡と呼ばれるプロトコルを開発し, 量子モンテカルロシミュレーションにおいて, 量子領域に付随する全密度行列を求める。 顕微鏡は量子状態トモグラフィーを可能にし,対数ネガティビティ (ln) のような真の絡み合い測度へのアクセスを可能にする。 本研究では,2次元の量子臨界点(QCP)近傍の位相図(横場イジングモデル)とディラックフェルミオンのグロス・ネヴェウ・ユーカ転移(Gross-Neveu-Yukawa transition)について検討した。 私たちの主な成果は 一 イシングQCPは、空間及び温度の両方において、LNの有限の急死を伴う短距離絡みを示す。 二 グロス・ネヴェウ QCP は、共形場理論(CFT)指数と整合するパワー-ルー崩壊フェルミオン LN を有する。 iii) 2成分の絡み合いを超えて、2次元のイジングqcpの近くの大きなパラメーターウィンドウで検出可能な3成分の絡み合いは1dとは対照的に見つからなかった。 また、一般的な相互作用系に対するフェルミオンLNの大規模温度法則スケーリングも解析的に得る。 本手法は,走査型トンネル顕微鏡による原子スケールイメージングと類似した方法で局所的に量子状態トモグラフィを行うことができる。 制御された絡み合い顕微鏡は、新しい窓を量子物質に開き、無数のシステムが探索されるのを待つ。

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