집단 스핀 시스템에서 측정으로 인한 다중 입자 얽힘 체계

집단 스핀 시스템에서 측정으로 인한 다중 입자 얽힘 체계

타임 스탬프 : 18 년 2024 월 5 일 오전 55:XNUMX
소스 노드 : 3072675

파블로 M. 포기1,2 마누엘 H. 무뇨스-아리아스3

1영국 글래스고 G4 0NG SUPA 및 Strathclyde 대학교 물리학과
2양자 정보 및 제어 센터, 뉴멕시코대학교 물리천문학부, 앨버커키, 뉴멕시코 87131, 미국
3Institut Quantique 및 Département de Physique, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Quebec, J1K 2R1, 캐나다

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추상

우리는 양자 궤적 수준에서 스핀-1/2 입자 앙상블의 역학에서 집단적 일반화 측정 및 상호 작용으로 인한 스크램블링의 경쟁 효과를 연구합니다. 이 설정은 양자 회로에서 측정으로 인한 전이를 유도하는 설정과 유사한 것으로 간주될 수 있습니다. 우리는 집단적 단일 역학과 측정 사이의 상호 작용이 모니터링 강도의 함수로서 다중 입자 얽힘의 증인인 평균 양자 피셔 정보(QFI)의 세 가지 체제로 이어진다는 것을 보여줍니다. 약한 측정과 강한 측정 모두 광범위한 QFI 밀도로 이어지는 반면(즉, 개별 양자 궤적은 하이젠베르크 스케일링을 표시하는 상태를 생성함) 측정이 스크램블링 역학과 효과적으로 경쟁하고 개발을 배제하는 모든 시스템 크기에 대해 고전적인 상태와 같은 중간 체계가 나타납니다. 하이젠베르크 이하의 제한 상태로 이어지는 양자 상관관계. 우리는 수치 및 분석 도구를 사용하여 이러한 체제와 이들 사이의 교차를 특성화하고 연구 결과, 모니터링된 다체 시스템의 얽힘 단계 및 양자에서 고전으로의 전환 사이의 연결을 논의합니다.

인기 요약

다체 양자 시스템 내의 상호 작용은 상관 관계가 높은 상태를 생성하는 경향이 있지만 로컬 측정을 수행하면 일반적으로 서로 다른 하위 시스템을 분리하는 경향이 있습니다. 이 두 가지 효과 간의 상호 작용이 결합되면 측정으로 인한 전환이 발생하는 경우가 많으며, 이는 서로 다른 두 가지 안정적인 단계, 즉 얽힘이 높은 상호 작용 중심 단계와 얽힘이 낮은 측정 중심 단계로 분리됩니다. 그러나 다양한 유형의 측정으로 인해 다른 시나리오가 발생할 수 있으며 종종 자체적으로 얽힘이 발생하기도 합니다. 이 연구에서 우리는 상호 작용과 측정이 모두 집합적으로 발생하여 별도로 작동할 경우 높은 수준의 얽힘을 생성하는 양자 다체 시스템을 연구합니다. 우리는 이 두 행위자 사이의 사소한 경쟁이 나타나 매우 낮은 얽힘의 구성으로 이어진다는 것을 보여줍니다. 이는 측정과 상호 작용의 강도가 비슷할 때 발생하며, 이 현상이 양자 궤적에서 고전적인 위상 공간 역학의 출현을 설명하는 기본 메커니즘과 연결될 수 있음을 보여줍니다.

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