中性原子量子处理器中无序诱导纠缠相变的随机测量研究
复杂量子系统中纠缠态的演化与扩散是探索非平衡态多体现象的核心。通过测量纠缠动力学,可以揭示信息扰乱与热化过程,即无序相互作用系统中从多体量子混沌到局域化的转变。在量子计算系统中,研究人员近期已实现对密度矩阵纠缠熵及其他非线性函数的测量,特别是通过随机测量工具箱的应用。然而,在缺乏通用局域调控的情况下,对特定子系统实施所需的任意幺正变换仍存在困难。该工作设计并演示了在可编程模拟量子模拟器中测量纠缠熵的方案,利用局域能量调控与全局场结合的随机测量协议,绕过了局域门控的需求。研究团队在商用中性原子量子模拟器QuEra's Aquila上实施该方案,通过调节局域哈密顿参数中的可编程无序性,展示了从混沌到局域化的纠缠动力学转变过程。在当前退相干时间限制下,该实验清晰解析了小尺度系统中具有无序特性且随时间演化的纠缠扩散现象。这项研究拓展了可编程模拟量子模拟器的应用范围,并为更广泛的随机测量工具箱在其他模拟系统中的运用开辟了新路径。

