相对熵的度量响应:量子临界性的普适指标

保真度敏感度在信息几何学中的起源及其作为多体系统中量子临界性通用探针的效用已被广泛讨论。本文通过从有限长度N自旋链基态中追踪出除n个相邻位点外的所有自由度,研究量子相对熵(QRE)随哈密顿量参数变化的度量响应。该度量对角分量定义了QRE敏感度,其在热力学极限下的量子临界点(QCPs)处发散。该工作以两个自旋1/2模型为例:可积的横场伊辛模型(TFIM)和具有三自旋相互作用的不可积伊辛链。研究展示了QRE敏感度峰值随N变化的不同标度行为——TFIM呈现平方对数发散,不可积链则呈现幂律发散。该敏感度编码了纠缠哈密顿梯度的不确定性,并与Petz-Rényi熵等信息度量直接关联。进一步发现:当哈密顿量调谐至经典极限时,由于约化密度矩阵秩有限,只要子系统尺寸n超过特定值,即使有限N下该敏感度也会发散——这与需要N→∞的QCPs相关发散具有本质区别。
页数/图表: 登录可见
提交arXiv: 2025-09-26 15:58

量科快讯