利用多部分纠缠生成表征量子动力学
量子纠缠是多体量子系统的标志性特征,也是量子计算的核心要素。研究在大规模系统中产生纠缠的物理过程具有重要价值,这些过程可被复现应用于量子信息处理的相关需求。最大化纠缠生成的一个可行途径是借助信息 scrambling(信息 scrambling 指初始局域化信息在系统中的扩散传输)现象,其内在逻辑在于信息扩散过程天然具备纠缠生成能力。scrambling 现象高度依赖于系统哈密顿量的动力学特性,而纠缠生成与信息 scrambling 的相互作用可通过一维晶格上的自旋相互作用链进行研究。该系统类似于量子比特阵列,其相对简单的结构意味着现有基于云的含噪声中等规模量子(NISQ)设备能有效模拟其酉动力学行为。在本研究中,该团队构建了一个包含最近邻/次近邻 XXZ 模型和耦合项 λ 的自旋模型,该耦合项作为调节参数可使系统动力学特性从可积体系过渡到量子混沌体系。为量化系统内生成的纠缠,团队采用更通用的多体纠缠度量标准——通过计算所有系统二分划的平均纠缠值,获取整个系统纠缠结构的全局图像。
