Régimes d'intrication multipartite induits par des mesures dans les systèmes de spin collectifs

Régimes d'intrication multipartite induits par des mesures dans les systèmes de spin collectifs

Horodatage: 18 janvier 2024 5:55 AM
Nœud source: 3072675

Pablo M. Poggi1,2 et Manuel H. Muñoz-Arias3

1Département de physique, SUPA et Université de Strathclyde, Glasgow G4 0NG, Royaume-Uni
2Centre d'information et de contrôle quantiques, Département de physique et d'astronomie, Université du Nouveau-Mexique, Albuquerque, Nouveau-Mexique 87131, États-Unis
3Institut Quantique et Département de Physique, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec, J1K 2R1, Canada

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Abstract

Nous étudions les effets concurrents des mesures collectives généralisées et du brouillage induit par l'interaction dans la dynamique d'un ensemble de particules de spin 1/2 au niveau des trajectoires quantiques. Cette configuration peut être considérée comme analogue à celle conduisant aux transitions induites par les mesures dans les circuits quantiques. Nous montrons que l'interaction entre la dynamique unitaire collective et les mesures conduit à trois régimes d'information quantique moyenne de Fisher (QFI), témoin d'une intrication multipartite, en fonction de la force de surveillance. Alors que les mesures faibles et fortes conduisent à une densité QFI étendue (c'est-à-dire que les trajectoires quantiques individuelles produisent des états affichant l'échelle de Heisenberg), un régime intermédiaire d'états de type classique émerge pour toutes les tailles de système où la mesure entre effectivement en compétition avec la dynamique de brouillage et empêche le développement. de corrélations quantiques, conduisant à des états sous-limités par Heisenberg. Nous caractérisons ces régimes et leurs croisements à l'aide d'outils numériques et analytiques, et discutons des liens entre nos découvertes, les phases d'intrication dans les systèmes à N corps surveillés et la transition du quantique au classique.

Résumé populaire

Alors que les interactions au sein d’un système quantique à N corps ont tendance à générer des états hautement corrélés, la réalisation de mesures locales aura généralement tendance à démêler les différents sous-systèmes. Lorsqu’elles sont combinées, l’interaction entre ces deux effets conduit souvent à des transitions induites par la mesure, qui séparent deux phases stables distinctes : une phase axée sur l’interaction, où l’intrication est élevée, et une autre, axée sur la mesure, où l’intrication est faible. Cependant, différents types de mesures peuvent conduire à d’autres scénarios, et souvent également générer eux-mêmes un enchevêtrement. Dans ce travail, nous étudions les systèmes quantiques à N corps où les interactions et les mesures ont lieu collectivement et génèrent ainsi un degré élevé d'intrication s'ils agissent séparément. Nous montrons qu’une compétition non triviale entre ces deux acteurs émerge, conduisant à des configurations à très faible intrication. Celles-ci surviennent lorsque les mesures et les interactions sont de force comparable, et nous montrons que ce phénomène peut être lié au mécanisme fondamental qui explique l'émergence de la dynamique classique de l'espace des phases à partir des trajectoires quantiques.

► Données BibTeX

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Cité par

[1] Gianluca Passarelli, Xhek Turkeshi, Angelo Russomanno, Procolo Lucignano, Marco Schirò et Rosario Fazio, « Transition de phase induite par mesure sans post-sélection dans les gaz atomiques entraînés avec décroissance collective », arXiv: 2306.00841, (2023).

[2] Bo Xing, Xhek Turkeshi, Marco Schiró, Rosario Fazio et Dario Poletti, « Interactions et intégrabilité dans les systèmes hamiltoniens faiblement surveillés », arXiv: 2308.09133, (2023).

[3] Yu-Xin Wang, Alireza Seif et Aashish A. Clerk, « Découverte de l'intrication induite par la mesure via une dynamique adaptative directionnelle et des informations incomplètes », arXiv: 2310.01338, (2023).

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