論文の概要: Disentangling critical quantum spin chains with Clifford circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.12683v1
• Date: Tue, 19 Nov 2024 17:39:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-20 13:35:21.270299
• Title: Disentangling critical quantum spin chains with Clifford circuits
• Title（参考訳）: クリフォード回路による臨界量子スピン鎖の遠心化
• Authors: Chaohui Fan, Xiangjian Qian, Hua-Chen Zhang, Rui-Zhen Huang, Mingpu Qin, Tao Xiang,
• Abstract要約: クリフォード回路は、ゴッテマン・クニルの定理のおかげで、コストで量子状態を切り離すのに利用できる。 このアイデアに基づいて、Clifford Circuits Augmented Matrix Product States (CAMPS) が最近提案され、様々な量子系の絡み合いを低減できることが示されている。 本研究では、スケーリング限界における共形場理論(CFT)によって記述された臨界スピン鎖におけるCAMPS法のパワーについて検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.58317527488534
• License:
• Abstract: Clifford circuits can be utilized to disentangle quantum state with polynomial cost, thanks to the Gottesman-Knill theorem. Based on this idea, Clifford Circuits Augmented Matrix Product States (CAMPS) method, which is a seamless integration of Clifford circuits within the DMRG algorithm, was proposed recently and was shown to be able to reduce entanglement in various quantum systems. In this work, we further explore the power of CAMPS method in critical spin chains described by conformal field theories (CFTs) in the scaling limit. We find that the variationally optimized disentangler corresponds to {\it duality} transformations, which significantly reduce the entanglement entropy in the ground state. For critical quantum Ising spin chain governed by the Ising CFT with self-duality, the Clifford circuits found by CAMPS coincide with the duality transformation, e.g., the Kramer-Wannier self-duality in the critical Ising chain. It reduces the entanglement entropy by mapping the free conformal boundary condition to the fixed one. In the more general case of XXZ chain, the CAMPS gives rise to a duality transformation mapping the model to the quantum Ashkin-Teller spin chain. Our results highlight the potential of CAMPS as a versatile tool for uncovering hidden dualities and simplifying the entanglement structure of critical quantum systems.
• Abstract（参考訳）: クリフォード回路は、ゴッテマン・クニルの定理のおかげで、多項式コストで量子状態を切り離すのに利用できる。 この考え方に基づいて,DMRGアルゴリズムにおけるクリフォード回路のシームレスな統合であるクリフォード回路拡張行列積状態(CAMPS)法が最近提案され,様々な量子系の絡み合いを低減できることが示されている。 本研究では、スケーリング限界における共形場理論(CFT)によって記述された臨界スピン鎖におけるCAMPS法のパワーをさらに探求する。 変動的に最適化された遠方性変換は、基底状態における絡み合いのエントロピーを著しく減少させる。 イジング CFT が自己双対で支配する臨界量子イジングスピン鎖に対して、CAMPS によって発見されたクリフォード回路は、臨界イジング鎖におけるクラマー・ワニエ自己双対変換と一致する。 これにより、自由共形境界条件を固定条件にマッピングすることで、絡み合いのエントロピーを減少させる。 より一般的な XXZ 連鎖の場合、CAMPS はモデルの量子アシュキン・テラースピン鎖への双対変換をもたらす。 この結果から,CAMPSは隠れた双対性を明らかにするための汎用ツールであり,臨界量子系の絡み合い構造を単純化する可能性が示唆された。

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