論文の概要: Power-law entanglement and Hilbert space fragmentation in non-reciprocal quantum circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.06021v1
- Date: Thu, 9 May 2024 18:00:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-13 17:36:09.260670
- Title: Power-law entanglement and Hilbert space fragmentation in non-reciprocal quantum circuits
- Title（参考訳）: 非相互量子回路におけるパワーロー絡みとヒルベルト空間の断片化
- Authors: Kai Klocke, Joel E. Moore, Michael Buchhold,
- Abstract要約: 量子回路を特徴とするハイブリッドな非相互セットアップを提案する。
この回路は古典的な$N$状態ポッツ鎖によって制御されるマヨラナ量子鎖によって表現される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum circuits utilizing measurement to evolve a quantum wave function offer a new and rich playground to engineer unconventional entanglement dynamics. Here we introduce a hybrid, non-reciprocal setup featuring a quantum circuit, whose updates are conditioned on the state of a classical dynamical agent. In our example the circuit is represented by a Majorana quantum chain controlled by a classical $N$-state Potts chain undergoing pair-flips. The local orientation of the classical spins controls whether randomly drawn local measurements on the quantum chain are allowed or not. This imposes a dynamical kinetic constraint on the entanglement growth, described by the transfer matrix of an $N$-colored loop model. It yields an equivalent description of the circuit by an $SU(N)$-symmetric Temperley-Lieb Hamiltonian or by a kinetically constrained surface growth model for an $N$-component height field. For $N=2$, we find a diffusive growth of the half-chain entanglement towards a stationary profile $S(L)\sim L^{1/2}$ for $L$ sites. For $N\ge3$, the kinetic constraints impose Hilbert space fragmentation, yielding subdiffusive growth towards $S(L)\sim L^{0.57}$. This showcases how the control by a classical dynamical agent can enrich the entanglement dynamics in quantum circuits, paving a route toward novel entanglement dynamics in non-reciprocal hybrid circuit architectures.
- Abstract（参考訳）: 量子回路は、測定を利用して量子波関数を進化させ、非伝統的な絡み合い力学を工学する新しい豊かな遊び場を提供する。
ここでは、古典的動的エージェントの状態に応じて更新を行う量子回路を特徴とするハイブリッドな非相互セットアップを紹介する。
この例では、回路は、ペアフリップを行う古典的な$N$状態ポッツ連鎖によって制御されるマヨラナ量子チェーンによって表現される。
古典スピンの局所配向は、量子鎖上のランダムに描画された局所的な測定が許されるか否かを制御する。
これは、$N$-colorループモデルの転送行列によって記述された、絡み合い成長に対する動的運動論的制約を課す。
これは、$SU(N)$-symmetric Temperley-Lieb Hamiltonian または$N$-component height fieldに対する運動的に制約された表面成長モデルによって、回路の等価な記述をもたらす。
N=2$ の場合、固定プロファイル $S(L)\sim L^{1/2}$ に対して半鎖の絡み合いが拡散的に成長する。
N\ge3$ に対して、運動的制約はヒルベルト空間の断片化を課し、$S(L)\sim L^{0.57}$ への部分拡散的成長をもたらす。
このことは、古典的動的エージェントによる制御が量子回路における絡み合いのダイナミクスを豊かにし、非相互ハイブリッド回路アーキテクチャにおける新しい絡み合いのダイナミクスへの道を開く方法を示している。
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