論文の概要: Entanglement and information scrambling in long-range measurement-only circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.22022v1
• Date: Thu, 23 Apr 2026 19:29:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-27 15:36:26.244398
• Title: Entanglement and information scrambling in long-range measurement-only circuits
• Title（参考訳）: 長距離計測専用回路における絡み合いと情報スクランブル
• Authors: Abigail McClain Gomez, Fiona Abney-McPeek, Hong-Ye Hu, Susanne F. Yelin, Ceren B. Dağ,
• Abstract要約: 測定専用回路は、多重局所射影が多体絡みを発生または抑制できる最小限の設定を提供する。 長距離2ビットパリティチェックを用いた1次元計測専用クリフォード回路の絡み合いと情報遷移について検討する。 体積法と長い範囲の絡み合わさり合わさった相は, アンシラキュービットの迅速で大きさに依存しない精製と一致している。
• 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-only circuits provide a minimal setting in which repeated local projections can either generate or suppress many-body entanglement, giving rise to measurement-induced phase transitions and dynamical regimes, that might have no unitary counterpart. Here we investigate entanglement and information transitions in one-dimensional measurement-only Clifford circuits with long-range two-qubit parity checks. By tuning both the measurement range and density per layer, we uncover a broad set of phases whose classification requires probes beyond entanglement entropy, such as mutual information, tripartite mutual information, purification from an ancilla, and Bell-cluster statistics. We map phase diagrams using large-scale Clifford simulations for two protocols: a random-basis design in which each measurement is randomly chosen from $\lbrace XX,YY,ZZ \rbrace$, and a single-basis design in which the basis is fixed within each layer but varies between layers, hence introducing more structure to the circuit. We map the trajectory-averaged entanglement entropy to a two-dimensional statistical mechanics model by extending a replica-based method to random-basis measurement-only circuits, and show that a continuous-time limit yields an effective long-range XX hamiltonian in the steady state. This connection links the observed volume-law to sub-volume-law entanglement transition to the boundary between a continuous symmetry broken phase and a critical XY phase. Strikingly, in structured (single-basis) circuits we find a phase in which volume-law and long-range entanglement coexists with rapid, size-independent purification of an ancilla qubit, and the absence of scrambling, highlighting measurement-only circuits as a promising route to efficiently preparing highly entangled and technologically useful quantum states.
• Abstract（参考訳）: 測定専用回路は、反復的な局所射影が多体絡みを発生または抑制できる最小限の設定を提供し、測定誘起相転移や動的状態を引き起こす。 本稿では,長距離2ビットパリティチェックを用いた1次元測定専用クリフォード回路の絡み合いと情報遷移について検討する。 測定範囲と層ごとの密度の両方を調整することにより、相互情報、三分割相互情報、アンシラからの浄化、ベルクラスター統計など、エンタングルメントエントロピーを超えるプローブの分類を必要とする幅広い位相の集合を明らかにする。 大規模クリフォードシミュレーションを用いて位相図を2つのプロトコルにマップする:$\lbrace XX,YY,ZZ \rbrace$から各測定値がランダムに選択されるランダム基底設計と、各層に基底を固定するが層によって異なる単一基底設計である。 実測値のみの回路にレプリカベースの手法を拡張することにより, 軌道平均エンタングルメントエントロピーを二次元統計力学モデルにマッピングし, 連続時間制限が定常状態で有効長範囲XXハミルトニアンが得られることを示す。 この接続は、観測された体積法則とサブ体積法則の絡み合い遷移を連続対称性の破れ相と臨界XY相の境界に結びつける。 興味深いことに、構造化された(単一基底)回路では、体積法則と長距離エンタングルメント共存が高速で大きさに依存しないアンシラ量子ビットの精製とスクランブルの欠如を伴い、測定専用回路を有望な経路として強調し、高いエンタングルドかつ技術的に有用な量子状態の効率的な準備を行う。

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