资源理论框架下的弱与强对称性破缺量化指标:强纠缠不对称性及其他拓展

量化量子态对对称性的破坏程度,对于表征物相、非平衡动力学及开放系统行为至关重要。量子资源理论为此提供了严谨的操作框架,用以定义和刻画这类对称性破缺的量化指标。作为引例,研究人员通过指出二阶Rényi纠缠不对称性可在对称操作下增长——因而并非资源单调量,也不应单独用于捕捉量子姆潘巴效应——论证了资源理论的实用性。更重要的是,受混合态物理中强弱对称性不等价现象的启发,该团队构建了专用于强对称性的新型资源理论,明确了自由态与强协变操作。该框架系统性地识别了广泛对称群(包括强纠缠不对称性)的强对称性破缺量化指标。对于U(1)对称群,强对称性破缺的资源理论呈现出与纠缠理论完全平行的透明结构:守恒量的方差完整刻画了强对称性破缺的渐近操控特性。通过将此结果与量子态空间几何知识相关联,研究人员获得了定量框架以追踪开放量子系统中弱对称性破缺如何不可逆地转化为强对称性破缺。该工作进一步提出广义对称性的扩展方案,并通过解析可处理的量子场论案例与应用阐明了强对称性破缺的定性影响。
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提交arXiv: 2026-01-28 19:00

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