論文の概要: Post-measurement Quantum Monte Carlo

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.13844v1
• Date: Thu, 17 Oct 2024 17:57:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-18 13:17:58.029558
• Title: Post-measurement Quantum Monte Carlo
• Title（参考訳）: ポスト測定量子モンテカルロ
• Authors: Kriti Baweja, David J. Luitz, Samuel J. Garratt,
• Abstract要約: 量子モンテカルロ (Quantum Monte Carlo, QMC) を用いて, 多数の測定値が多体量子基底および熱状態に与える影響について検討する。 測定後のSSE'は,測定熱密度行列に寄与する演算子弦のサンプリングに基づいている。 相関を効率的に計算できる測位後状態のクラスと、SU(2)対称測度がQMC符号問題を生成する状態のクラスを同定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We show how the effects of large numbers of measurements on many-body quantum ground and thermal states can be studied using Quantum Monte Carlo (QMC). Density matrices generated by measurement in this setting feature products of many local nonunitary operators, and by expanding these density matrices as sums over operator strings we arrive at a generalized stochastic series expansion (SSE). Our `post-measurement SSE' is based on importance sampling of operator strings contributing to a measured thermal density matrix. We demonstrate our algorithm by probing the effects of measurements on the spin-1/2 Heisenberg antiferromagnet on the square lattice. Thermal states of this system have SU(2) symmetry, and we preserve this symmetry by measuring SU(2) symmetric observables. We identify classes of post-measurement states for which correlations can be calculated efficiently, as well as states for which SU(2) symmetric measurements generate a QMC sign problem when working in any site-local basis. For the first class, we show how deterministic loop updates can be leveraged. Using our algorithm we demonstrate the creation of long-range Bell pairs and symmetry-protected topological order, as well as the measurement-induced enhancement of antiferromagnetic correlations. The method developed in this work opens the door to scalable experimental probes of measurement-induced collective phenomena, which require numerical estimates for the effects of measurements.
• Abstract（参考訳）: 量子モンテカルロ (Quantum Monte Carlo, QMC) を用いて, 多数の測定値が多体量子基底および熱状態に与える影響について検討する。 この設定において測定によって生成される密度行列は、多くの局所非ユニタリ作用素の特徴積であり、これらの密度行列を作用素弦上の和として拡張することにより、一般化確率級数展開(SSE)に到達する。 我々の「ポスト測定SSE」は、測定された熱密度行列に寄与する演算子の重要サンプリングに基づいている。 正方格子上のスピン-1/2ハイゼンベルク反強磁性体における測定の影響を探索することにより,我々のアルゴリズムを実証する。 この系の熱状態は、SU(2)対称性を持ち、SU(2)対称性の観測値を測定することにより、この対称性を維持する。 我々は, 相関を効率的に計算できる測位後状態のクラスと, SU(2)対称測度が局所的に働く場合のQMC符号問題を生成する状態のクラスを同定する。 最初のクラスでは、決定論的ループ更新がどのように活用できるかを示す。 提案アルゴリズムを用いて,長距離ベル対と対称性保護トポロジカル秩序の創出,および反強磁性相関の測定による強化を実証する。 この研究で開発された手法は、測定による集団現象のスケーラブルな実験プローブへの扉を開く。

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