論文の概要: Entangling Power: A Probe of Symmetry and Integrability in Quantum Many-Body Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.20661v1
- Date: Wed, 20 May 2026 03:27:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-21 19:19:56.45932
- Title: Entangling Power: A Probe of Symmetry and Integrability in Quantum Many-Body Systems
- Title（参考訳）: エンタングリングパワー:量子多体系における対称性と可積分性の証明
- Authors: Ian Low, Pallab Goswami,
- Abstract要約: ユニタリ作用素のエンタングルパワーは、積状態から絡み合いを生成する能力を定量化する。
拡張対称性の点におけるエンタングルメントの過渡化は、これまで高エネルギー散乱で観測されてきた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: The entangling power of a unitary operator quantifies its ability to generate entanglement from product states and provides a natural probe of quantum many-body dynamics. Entanglement extremization at points of enhanced symmetry has previously been observed in high-energy scattering. In this work we compute the time-averaged entangling power of anisotropic Heisenberg spin chains across two-site models and finite-size systems, as well as the entangling power of the two-magnon $S$-matrix in the thermodynamic limit. For two-site models we establish a monotonic hierarchy: the entangling power decreases as the symmetry group grows, reaching its minimum at the $SU(2)$ XXX point. Finite-size XXZ chains exhibit sharp dips at the $SU(2)$ points $Δ=\pm 1$ and the free-fermion point $Δ=0$, with the free-fermion dip decaying much more slowly with system size. In the thermodynamic limit, we decompose the two-magnon $S$-matrix into quantum logic gates -- Identity, SWAP, and $σ_z\otimesσ_z$ -- and show that the entangling power vanishes for all scattering energies at the $SU(2)$ points, where the $S$-matrix reduces to the Identity gate, while the free-fermion point achieves the maximum -- the opposite of the finite-size many-body behavior. The entangling power can serve as an {\em operator} diagnostic for symmetry and selected aspects of integrability in quantum simulations of spin-chain dynamics.
- Abstract（参考訳）: ユニタリ作用素の絡み合う力は、積状態から絡み合いを発生させる能力を定量化し、量子多体ダイナミクスの自然なプローブを提供する。
拡張対称性の点におけるエンタングルメントの過渡化は、これまで高エネルギー散乱で観測されてきた。
本研究では、2つのサイトモデルと有限サイズシステムにまたがる異方性ハイゼンベルクスピン鎖の時間平均エンタングリングパワーと、熱力学極限における2つのマグノン$S$-行列のエンタングリングパワーを計算する。
2つのサイトモデルに対して、我々は単調な階層を確立する: エンタングルパワーは対称性群が成長するにつれて減少し、$SU(2)$ XXX 点でその最小値に達する。
有限サイズのXXZ鎖は、SU(2)$点$Δ=\pm 1$と自由フェルミオン点$Δ=0$でシャープ・ディップを示し、自由フェルミオン・ディップはシステムサイズとともによりゆっくりと崩壊する。
熱力学の極限において、2つのマグノン$S$-行列を量子論理ゲート -- Identity, SWAP, and $σ_z\otimesσ_z$ -- に分解し、$SU(2)$ポイントにおいて全ての散乱エネルギーに対してエンタングルパワーが消滅することを示す。
エンタングリングパワーは、スピン鎖動力学の量子シミュレーションにおける対称性と可積分性の選択的な側面の検定として機能する。
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