論文の概要: Scalable approach to monitored quantum dynamics and entanglement phase transitions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.19052v1
- Date: Thu, 27 Jun 2024 09:59:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-28 14:37:31.602946
- Title: Scalable approach to monitored quantum dynamics and entanglement phase transitions
- Title（参考訳）: 監視量子力学と絡み合い相転移に対するスケーラブルなアプローチ
- Authors: Kim Pöyhönen, Ali G. Moghaddam, Moein N. Ivaki, Teemu Ojanen,
- Abstract要約: 観測された量子回路における測定誘起絡み合い相転移は、様々な研究コミュニティの活動を刺激している。
我々は、$U(1)$対称回路にスケーラブルなプロトコルを導入することで解決法を提案する。
- 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: Measurement-induced entanglement phase transitions in monitored quantum circuits have stimulated activity in a diverse research community. However, the study of measurement-induced dynamics, due to the requirement of exponentially complex postselection, has been experimentally limited to small or specially designed systems that can be efficiently simulated classically. We present a solution to this outstanding problem by introducing a scalable protocol in $U(1)$ symmetric circuits that facilitates the observation of entanglement phase transitions \emph{directly} from experimental data, without detailed assumptions of the underlying model or benchmarking with simulated data. Thus, the method is applicable to circuits which do not admit efficient classical simulation and allows a reconstruction of the full entanglement entropy curve with minimal theoretical input. Our approach relies on adaptive circuits and a steering protocol to approximate pure-state trajectories with mixed ensembles, from which one can efficiently filter out the subsystem $U(1)$ charge fluctuations of the target trajectory to obtain its entanglement entropy. The steering protocol replaces the exponential costs of postselection and state tomography with a scalable overhead which, for fixed accuracy $\epsilon$ and circuit size $L$, scales as $\mathcal{N}_s\sim L^{5/2}/\epsilon$.
- Abstract（参考訳）: 観測された量子回路における測定誘起絡み合い相転移は、様々な研究コミュニティの活動を刺激している。
しかし、指数関数的に複雑なポストセレクションを必要とするため、測定誘起力学の研究は、古典的に効率的にシミュレートできる小型または特別に設計されたシステムに実験的に制限されている。
本稿では,実験データからの絡み合い相転移の観測を容易にするためのスケーラブルなプロトコルを$U(1)$対称回路に導入することで,基礎となるモデルの詳細な仮定やシミュレーションデータによるベンチマークを行うことなく,この問題に対する解決法を提案する。
したがって、この手法は、効率的な古典的シミュレーションを認めず、最小の理論的入力で完全な絡み合いエントロピー曲線を再構築できる回路に適用できる。
提案手法は適応回路とステアリングプロトコルを用いて,純状態軌道を混合アンサンブルで近似し,対象軌道のサブシステム$U(1)$の電荷ゆらぎを効率よく除去し,エントロピーのエントロピーを得る。
ステアリングプロトコルは、ポストセレクションとステートトモグラフィの指数的なコストをスケーラブルなオーバーヘッドに置き換え、固定精度$\epsilon$と回路サイズ$L$は$\mathcal{N}_s\sim L^{5/2}/\epsilon$にスケールする。
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