图表态电路模块控制纠缠与加扰速度
随机电路模型通常使用通用双量子比特门来描述局域动力学,这在许多场景中已被证明能有效捕捉纠缠增长和算符扩散。这种思路自然导致一种预期:在粗粒化的纠缠和量子混沌诊断中,详细的量子门结构只起有限作用。然而,我们证明,即使在固定的随机电路架构内,多体电路基本单元的内部结构也能显著影响这些动力学速率。为研究这一点,我们分析了一类可精确模拟的克利福德量子电路族,该电路由固定的$n$量子比特图态制备酉算子构成,并将其视为基本构建模块。具体而言,我们考虑一维链上$N个量子比特初始化为乘积态,并通过逐层演化,其中非重叠的长度为$n$的模块以稀疏度$α$均匀随机放置。研究发现,不同图态构建模块的选择会导致动力学速率出现显著差异。在局部克利福德变换下不等价的图态,即使电路来自具有相同架构和随机参数的同一系综,也会产生截然不同的纠缠速度$v_E$和蝴蝶速度$v_B$。我们进一步证明,这种层次结构可由两种互补的模块级特征来刻画:图态内部二分块上的纠缠分布(与$v_E$相关),以及二分块上的图论连通性轮廓(与$v_B$相关)。单一描述符无法完全决定动力学;相反,纠缠增长和算符扩散受局域电路模块的不同结构特征控制。值得注意的是,在所研究的系综中,AME态出现在最快的量子混沌构建模块之列。

