論文の概要: Generation of Volume-Law Entanglement by Local-Measurement-Only Quantum Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.14329v2
• Date: Thu, 09 Oct 2025 13:43:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-10 15:34:28.686531
• Title: Generation of Volume-Law Entanglement by Local-Measurement-Only Quantum Dynamics
• Title（参考訳）: 局所測定オンリー量子ダイナミクスによるボリュームローエンタングルメントの生成
• Authors: Surajit Bera, Igor V. Gornyi, Sumilan Banerjee, Yuval Gefen,
• Abstract要約: 我々は,局所的,非ランダムな,しかし非交換的な測定によって,容積法則の絡み合った状態が生成可能であることを示す。 このような大きな絡み合いの生成は、単体演算子の測定のみを用いて達成できることが判明した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.1599940751288351
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Repeated local measurements typically have adversarial effects on entangling unitary dynamics, as local measurements usually degrade entanglement. However, recent works on measurement-only dynamics have shown that strongly entangled states can be generated solely through non-commuting random multi-site and multi-spin projective measurements. In this work, we explore a generalized measurement setup in a system without intrinsic unitary dynamics and show that volume-law entangled states can be generated through local, non-random, yet non-commuting measurements. Specifically, we construct a one-dimensional model comprising a main fermionic chain and an auxiliary (ancilla) chain, where generalized measurements are performed by locally coupling the system to detector qubits. Our results demonstrate that long-time states with volume-law entanglement or mutual information are generated between different parts of the main chain purely through non-unitary measurement dynamics. Remarkably, we find that such large-entanglement generation can be achieved using only the measurements of one-body operators. Moreover, we show that measurements of non-local higher-body operators can be used to control and reduce entanglement generation by introducing kinetic constraints to the dynamics. We discuss the statistics of entanglement measures along the quantum trajectories, the approach to stationary distributions of entanglement or long-time steady states, and the associated notions of limited ergodicity in the measurement-only dynamics. Our findings highlight the potential of non-random measurement protocols for controlled entanglement generation and the study of non-unitary many-body dynamics.
• Abstract（参考訳）: 反復的な局所測定は、通常、局所測定が絡み合いを低下させるため、典型的にはユニタリ力学の絡み合いに対する逆効果を持つ。 しかし、計測専用力学に関する最近の研究により、強い絡み合った状態は非可換なランダムなマルチサイトおよびマルチスピン射影測定によってのみ生成されることが示されている。 本研究では,内在的ユニタリダイナミクスを伴わないシステムにおいて,局所的,非ランダムな,かつ非可換な測定により,体積則の絡み合った状態が生成可能であることを示す。 具体的には,主フェルミオン鎖と補助(アンシラ)鎖からなる一次元モデルを構築し,システムと量子ビットを局所的に結合して一般の測定を行う。 本研究は, 主鎖の異なる部分間で, 非単位計測力学を用いて, 体積法や相互情報を含む長時間状態が生成されることを実証した。 注目すべきことに、このような大きな絡み合いの生成は、単体演算子の測定のみを用いて達成できる。 さらに,非局所的高体演算子の測定により,動的制約を動的に導入することにより,絡み合いの発生を制御・低減できることを示す。 本稿では, 量子軌道に沿った絡み合いの統計, 絡み合いや長期定常状態の定常分布へのアプローチ, 測定のみの力学における制限エルゴード性の概念について論じる。 本研究は,制御エンタングルメント生成のための非ランダム測定プロトコルの可能性と,非単体多体ダイナミクスの研究を明らかにするものである。

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