論文の概要: Emergence of Generic Entanglement Structure in Doped Matchgate Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.12526v1
- Date: Wed, 16 Jul 2025 18:00:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-18 20:10:24.22602
- Title: Emergence of Generic Entanglement Structure in Doped Matchgate Circuits
- Title（参考訳）: ドープマッチゲート回路におけるジェネリックエンタングルメント構造の創発
- Authors: Alessio Paviglianiti, Luca Lumia, Emanuele Tirrito, Alessandro Silva, Mario Collura, Xhek Turkeshi, Guglielmo Lami,
- Abstract要約: 非ガウス資源を用いたランダム回路のドーピングは、典型的な力学の絡み合い構造をいかに復元するかを示す。
その結果,非ガウス性は非可積分性の出現を駆動する鍵となる資源として認識され,自由および相互作用するフェルミオン系の力学を橋渡しすることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.742691394718086
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Free fermionic Gaussian, a.k.a. matchgate, random circuits exhibit atypical behavior compared to generic interacting systems. They produce anomalously slow entanglement growth, characterized by diffusive scaling $S(t) \sim \sqrt{t}$, and evolve into volume-law entangled states at late times, $S \sim N$, which are highly unstable to measurements. Here, we investigate how doping such circuits with non-Gaussian resources (gates) restores entanglement structures of typical dynamics. We demonstrate that ballistic entanglement growth $S(t) \sim t$ is recovered after injecting an extensive total amount of non-Gaussian gates, also restoring Kardar-Parisi-Zhang fluctuations. When the evolution is perturbed with measurements, we uncover a measurement-induced phase transition between an area-law and a power-law entangled phase, $S \sim N^\alpha$, with $\alpha$ controlled by the doping. A genuine volume-law entangled phase is recovered only when non-Gaussian gates are injected at an extensive rate. Our findings bridge the dynamics of free and interacting fermionic systems, identifying non-Gaussianity as a key resource driving the emergence of non-integrable behavior.
- Abstract（参考訳）: フリーフェルミオンガウス、すなわちマッチゲート、ランダム回路は、一般的な相互作用系と比較して非定型的な振る舞いを示す。
これらは、拡散スケーリング$S(t) \sim \sqrt{t}$を特徴とする異常に遅い絡み合い成長を生み出し、最近は体積法則の絡み合い状態である$S \sim N$へと進化し、測定には非常に不安定である。
本稿では,非ガウス資源(ゲート)を用いたそのような回路のドーピングが,典型的な力学の絡み合い構造を復元する方法について検討する。
我々は,ガウス門の総量,およびカルダル・パリシ・チャンの揺らぎを復元した後に,弾道的絡み成長$S(t) \sim t$が回復されることを実証した。
測定によって進化が乱れると、面積法則とパワー法則の絡み合った位相である$S \sim N^\alpha$と、ドーピングによって制御される$\alpha$の間の測定誘起相転移が明らかになる。
非ガウスゲートが広範囲に注入された場合にのみ、真の体積法的な絡み合った位相が回復される。
その結果,非ガウス性は非可積分性の出現を駆動する鍵となる資源として認識され,自由および相互作用するフェルミオン系の力学を橋渡しすることがわかった。
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