对称性迫使高温下产生量子纠缠

具有局域相互作用的多体量子系统在高温下会经历“纠缠突然死亡”现象,此时热态会退化为经典直积态的混合态。该研究团队探究了对称性约束能否阻止这一现象。研究证明:在对称群作用方式与强对称性荷扇区满足温和条件下,具有局域阿贝尔对称性的通用哈密顿量所对应的强对称热态(正则系综)即使在任意高温下仍保持纠缠,并具有非零的纠缠负性。该工作进一步将结论推广至超选择规则约束下的弱对称热态(吉布斯系综)——该规则要求态分解必须保持对称性。特别地,研究人员发现费米子吉布斯态不会出现纠缠突然死亡,且在高温下仍保持持续的费米子负性。这些发现表明,全局对称关联能够抵抗热退相干效应来维持量子纠缠,为理解热平衡态中对称性与量子信息的相互作用提供了新视角。

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