Correspondence on "Single-shot simulations of dynamic quantum many-body systems"
M. K. Olsen, J. F. Corney, R. J. Lewis-Swan, A. S. Bradley
评论一封写给《自然物理学》的信，其中Sakmann和Kasevich声称解决了多体时间依赖的薛定谔方程，以模拟相互作用量子系统的单次实验运行。
Comment on a letter to Nature Physics, where Sakmann and Kasevich claim to solve the many-body time dependent Schrödinger equation to simulate single experimental runs of interacting quantum systems.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Error mitigation of shot-to-shot fluctuations in analog quantum simulators
该研究提出一种针对模拟量子模拟器中逐次参数涨落的误差缓解技术，通过放大噪声并外推至零噪声极限，在27离子阱模拟器上延长交换振荡寿命三倍，并预测可增强里德伯阵列的相干时间。
Unitary preparation of many body Chern insulators: Adiabatic bulk boundary correspondence
我们接近长期存在的问题，准备一个平衡的多体陈氏绝缘体（CI）和相关的体边界对应统一。在这里，这是解决通过构建一个动态的多体陈省身不变量利用大体积宏观电极化（雷斯塔极化）的CI的属性。这个陈不变量定义从可观察的相关性也建立了拓扑分类许多身体陈平衡态。不变量的非平衡行为是通过将石墨烯的典范Haldom模型从平凡阶段斜升到拓扑阶段来探索的。我们表明，一个非线性的斜坡可以更有效地接近拓扑状态，从而建立一个最佳的拓扑状态准备的存在。此外，为了保证量子临界点附近的近绝热动力学，我们提出了一个新的反非绝热方案。通过观察一个新出现的$U(1)$拓扑电荷，牢固地建立了准备状态的拓扑性质。我们还计算了在半周期边界条件下系统时间演化态的边缘电流，并清楚地建立了绝热体-边界对应关系，这坚定地证明了多体不变量的有效性。
Comment on: `Single-shot simulations of dynamic quantum many-body systems' [arXiv:1501.03224]
在他们最近的论文[Nature Physics 15，451（2006）]中，Sakmann和Kasevich研究了超冷玻色气体中条纹图案的形成，并声称：“在这里，我们展示了如何从随时间变化的多体薛定谔方程的数值解中模拟单次激发。“如果他们解决了这个指数复杂的方程，那将是了不起的。相反，他们解决非线性方程的目的是近似的解决方案的薛定谔方程。作者继续批评相空间方法来模拟量子动力学，并声称不可能将截断维格纳（tW）方法的单轨迹解释为单次实验结果。在这里，我们的目的是提供相关的背景，并阐述为什么我们不同意作者的主张。
Chaos, thermalization and breakdown of quantum-classical correspondence in a collective many-body system
研究集体玻色-哈伯德模型的热化和量子-经典对应关系，发现三个动态区域：对称破缺低能态、量子与经典平衡态显著不一致的中间区域，以及高能区域恢复对应关系。经典间歇性与量子动力学的不匹配源于不平衡本征态的占优，揭示了集体多体动力学中意外缓慢的经典极限收敛和鲁棒的有限尺寸效应。
Many-body adiabatic passage: Instability, chaos, and quantum classical correspondence
本文研究Bose-Hubbard链中类STIRAP绝热通道方案，揭示相互作用和纠缠导致的低维与高维混沌，并通过平均场、截断Wigner和全量子模拟验证量子经典对应关系。
Understanding quantum work in a quantum many-body system
基于先前在可积[Jarzynski，Quan和Rahav，Phys.~修订版~ X { \bf 5}，031038（2015）]和混沌系统[Zhu，Gong，Wu，and Quan，Phys.~修订版~ E { \bf 93}，062108（2016）]，研究了量子多体系统中量子功分布与经典功分布之间的对应原理.尽管全同粒子的相互作用和不可约性增加了系统的复杂性，但我们发现，对于量子多体系统，在半经典极限下，累积量子功分布仍然收敛于经典系统。结果表明，在相互作用的量子多体系统中，特别是在大粒子数限制下，量子功分布与经典功分布之间存在着对应原理，并进一步证明了量子多体系统中两点能量测量定义量子功的合理性.
Single shot simulations of dynamic quantum many-body systems
单粒子密度是由给定的多体波函数计算得到的最基本的量。它提供了当对一个实验的许多实现取平均值时在给定位置找到一个粒子的概率。然而，超冷原子实验的单次实验结果是由$N$粒子概率密度决定的。这种差异可能导致令人惊讶的结果。例如，具有确定粒子数的独立玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）会形成干涉条纹，尽管根据单粒子密度[1-4]预计不会出现条纹。通过绘制与$N$ -粒子概率密度的随机偏差，可以从第一原理模拟单个实验射击[1，3，5]。然而，到目前为止，获得现实的时间相关的多体系统的$N$粒子概率密度的表达式是难以捉摸的。在这里，我们展示了如何单实验拍摄的一般超冷玻色子系统可以模拟的基础上的多体薛定谔方程的数值解。我们展示了如何充分计数分布的观测量，涉及任何数量的粒子可以获得和如何关联函数的任何顺序可以评估。作为例子，我们显示的干涉条纹的外观相互作用的独立BEC，波动的强烈吸引BEC的碰撞，随机波动的旋涡在旋转系统中的外观和质心波动的吸引BEC在谐波陷阱。所描述的方法是广泛适用于玻色子多体系统，其现象是由信息驱动，通常是在低阶关联函数。
Nonlinear quantum metrology of many-body open systems
在马尔可夫极限下，给出了多体开放系统非线性量子精密测量中参数估计误差的一般界。给定$k$体哈密顿量和$p$体Lindblad算符，用Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态作为探测器的哈密顿参数的估计误差被证明为$N^{-\left(k-\frac{p}{2}\right)}$，超过了$2k>p+1$的散粒噪声极限.建立了$p\geq 1$的初积态和最大纠缠态之间的度量等价性。我们进一步表明，可以估计系统与环境的耦合参数与精度$N^{-\frac{p}{2}}$，而多体退相干提高精度$N^{-k}$在波动$k$体哈密顿量的噪声幅度估计。对于长程伊辛模型，我们表明，这个参数的精度击败散粒噪声限制时，相互作用的范围是低于阈值。
Quantum-classical correspondence of strongly chaotic many-body spin models
本研究建立了强混沌多体自旋模型的量子-经典对应，通过李雅普诺夫谱和遍历性检验识别全局混沌，并揭示了LDOS与经典量及KS熵的对应关系。
Quantum Fluctuations of Effective Fields and the Correspondence Principle
本文从动力学的观点考虑了量子场论中的玻尔对应问题。结果表明，由于产生的场的有限量子涨落，即使在大粒子质量的极限下，粒子相互作用的经典描述也是不适用的。特别地，我们发现一个有质量粒子的库仑势和牛顿势的均方根涨落的相对值等于1/sqrt{2}。它还表明，在宏观体的情况下，量子涨落被抑制的因子1/sqrt{N}，其中N是在身体中的粒子的数量。对对应原理给出了充分的宏观解释。
On a correspondence between classical and quantum particle systems
建立了$N$ -体经典相互作用系统与$N-1$ -体量子相互作用系统关于配分函数的精确对应.由此产生的量子势是一个$N-1$体势。因此，在准经典水平上描述量子系统的Kelbg势被再现。发现经典和量子系统之间的对应关系，也可以近似密集的经典多体系统的低阶量子微扰理论取代普朗克常数适当的温度和密度相关的表达式。作为一个例子，仅利用致密简并费米系统的量子玻恩分析结果，就扰动后相关能的形成而言，可以很好地再现单组分等离子体的动力学行为。作为一个实际的指导，量子Bruckner参数$r_s$被经典等离子体参数$Γ$代替为$r_s\approx0.3 Γ^{3/2}$
Spectral properties of quantum $N$-body systems versus chaotic properties of their mean field approximations
我们提出的数值证据表明，在一个系统的相互作用玻色子存在的确切的量子哈密顿量和相关的平均场演化的动力学混沌的光谱特性之间的对应关系。这种对应类似于通常的量子-经典对应，与平均场的第二次量子化（它产生量子$N$ -体系统的精确动力学）和经典正则坐标的第一次量子化之间的形式平行有关。然后简要讨论了无限密度极限和热力学极限。
Bounding many-body properties under partial information and finite measurement statistics
本文提出了一种基于矩矩阵松弛的半定规划方法，用于在有限测量统计下对多体量子系统性质进行可扩展的界限计算。
Sub shot-noise interferometry from measurements of the one-body density
我们推导出的渐近最大似然相位估计的不确定性的任何干涉测量协议的位置的探测粒子进行测量，以推断相位，但粒子之间的相关性是不可访问的。首先，我们将我们的公式应用于马赫-曾德尔干涉仪中获得的相位的估计，并恢复众所周知的相位灵敏度的动量公式。然后，我们将我们的结果与两个空间分离的模式，这可以实现与玻色-爱因斯坦凝聚体被困在一个双阱势干涉仪。我们表明，在一个简单的协议，估计相位的干扰模式子散粒噪声相位不确定性高达$Δθ\propto N^{-2/3}$可以实现。该估计协议的一个重要特性是其灵敏度不依赖于相位$θ$的值，这与马赫-曾德尔变换的动量公式给出的灵敏度相反。最后，我们详细研究了上述协议的实验实现，通过数值模拟的全部统计数据，以及通过考虑检测噪声的主要来源，并认为散粒噪声的限制，可以超越与目前的技术。
Tensor network state correspondence and holography
近年来，张量网络态已经成为研究低能量子多体系统的一个非常有用的概念和模拟框架。在本文中，我们描述了一种特殊的方式，其中任何给定的张量网络可以被视为两个不同的量子多体状态的表示。这两个量子多体态通过张量网络相互对应。我们将这种“张量网络状态对应”--由于MERA是一个2D双曲张量网络（额外的维度被识别为1D系统的长度尺度），通过张量网络状态对应，从MERA获得的两个量子多体状态被认为是生活在离散双曲几何的边界上。从MERA得到的体态呈现出有趣的特征，其中一些特征讽刺了弦论全息对应的已知特征。我们展示了如何（i）散装状态承认的“全息屏幕”方面的描述，（ii）与一个关键的基态相关的共形场论数据可以从相应的散装状态，特别是，如何点状边界运营商被确定与扩展散装运营商。(iii)我们还提出了数值计算结果来说明，体态，双基态的几个关键的自旋链，具有指数衰减的相关性，和体相关长度一般随这些自旋链的中心荷的增加而减小。
Finite time quantum-classical correspondence in quantum chaotic systems
本文分析量子混沌测度与有限时间经典轨迹混沌性的关联，在含时和多体系统中发现二者可由系统无关函数统一描述，证明有限时间量子-经典对应具有普适性。
Correspondences and Quantum Description of Aharonov-Bohm and Aharonov-Casher Effects
我们建立系统的巩固Aharonov-Bohm和Aharonov-Casher效应，包括他们的标量对应。基于非单连通空间的规范对称性和磁偶极子态的绝热条件，揭示了它们在获得拓扑相时的形式对应.此外，电荷和磁偶极子之间的基本两体相互作用的调查澄清了他们适当的相对运动，并揭示了物理效应之间的相互关系。基于两体相互作用，我们还构造了Aharonov-Bohm效应的精确微观描述，其中所有元素都被平等对待，即，磁偶极子被量子力学地描述，并且电磁场被量子化。这种微观分析不仅证实了传统的（半经典的）结果和拓扑性质，但也允许一个探索的波动效应，由于与绝热条件放松的磁偶极子的进动。
Correspondence principle for many-body scars in ultracold Rydberg atoms
量子疤痕理论--一种对量子唯一遍历性的显著违反--依赖于两个互补的支柱：不稳定的经典周期轨道和所谓的准模的存在，即，与系统的少数本征态强烈重叠的非各态历经态。最近，在里德伯原子链的多体背景下，人们对量子伤疤的兴趣又重新燃起。虽然以前的理论工作已经确定了周期轨道的系统使用时间相关的变分原理（TDVP），周期轨道和准模式之间的联系一直失踪。在这里，我们提供了一个概念上简单的解析结构的准模的不可积的里德伯原子模型，并证明它们产生于“requantisation”以前建立的周期轨道时，量子涨落恢复到所有的订单。我们的结果揭示了TDVP经典系统同时扮演着平均场近似和系统经典极限的角色，从而使我们能够加强里德伯原子链中本征态疤痕与单粒子量子系统之间的类比。
Single-shot quantum measurements sketch quantum many-body states
提出基于测量结果的非线性“测量能量”和迭代有效Hamiltonian方法，高效提取量子多体系统的最大似然状态，调和不可对易可观测量，并在长程费米子与Kitaev自旋液体模型中验证准确性。
Universal shot-noise limit for quantum metrology with local Hamiltonians
该研究推导量子Fisher信息增长的通用基本界，结合Lieb-Robinson界证明局域相互作用量子系统精度无法超散粒噪声极限，指出长程相互作用是超越该极限的必要资源，搭建了相关领域研究桥梁。
Many-body Non-Hermitian Skin Effect At Finite Temperatures
本研究揭示有限温度热力学极限下多体非厄米趋肤效应与线性电势效应的对应关系，阐明其与单体效应的差异，及在费米、玻色系统中引发的独特相变与对称性破缺特性。
Bulk-boundary correspondence for interacting Floquet systems in two dimensions
我们提出了一种方法来推导体积和边缘不变量的相互作用，多体局部Floquet系统在两个空间维度。这种方法是基于一个一般的数学对象，我们称之为流。作为我们的方法的应用，我们推导出体积不变量的Floquet系统没有对称性，以及系统与$U(1)$对称性。我们还推导出新的配方以前已知的单粒子和多体不变量。对于没有对称性的玻色子系统，我们的不变量给出了大量对应的有理数值GNVW指数$\frac{p}{q}$量化运输的量子信息沿边缘。
Probing quantum and thermal noise in an interacting many-body system
测量过程的概率特性是量子力学最令人困惑和着迷的方面之一。在多体系统中，量子力学噪声揭示了潜在的多体状态的非局域相关性。在这里，我们提供了一个完整的实验分析的拍摄到拍摄的干涉条纹对比度的变化对独立创建的一维玻色凝聚。分析不同的系统尺寸，我们观察到的交叉从热量子噪声，反映在一个特征变化的分布函数从泊松到Gumbel型，在良好的协议与理论预测的基础上的Luttinger液体形式主义。我们首次在一维原子凝聚体中观测到准长程序，这是一维系统量子涨落的一个标志。此外，我们的实验构成了第一次分析的量子噪声在相互作用的多体系统的完整分布。
Simulating Hawking radiation in quantum many-body systems: deviations from the thermal spectrum
本文利用量子场论与多体系统的对应关系，模拟静态时空中的霍金辐射，并展示了隧穿方法预测的热谱偏离可在多体模拟中观测到。
Correspondence between Asymptotic Quantum Many-Body Scars in Closed Systems and Diffusive Nambu-Goldstone Modes in Open Systems
该研究建立了封闭量子系统中彩虹量子多体疤痕态母哈密顿量与开放系统有效林德布拉德算子间的谱对应，揭示了弱遍历性破缺与扩散性流体动力学慢弛豫的共同结构。
Diagonalization scheme for the many-body Schroedinger equation
本文导出了一种对角化具有两体中心势的非相对论多体薛定谔方程的简便方法。它结合了运动学旋转（民主变换）和精确计算具有不同质量缩放雅可比坐标集的基之间的重叠积分，从而大大简化了这个艰巨的问题。我们验证了我们的方法，通过获得一个完美的对应关系，完全可解的三体（$N=3$）Calogero模型在1D。
Observation of anomalous classical-to-quantum transitions in many-body systems
本文首次在开放多体光学系统中实验观测到反常经典-量子转变，证明多达四十个粒子的量子子系统相干动力学可与宏观宿主系统相反，并用复高斯统计证明该效应具有普适性。
Complexity of quantum motion and quantum-classical correspondence: A phase-space approach
我们讨论了无序相关器与相空间维格纳分布函数的谐波数之间的关系。特别是，我们表明，这两个数量的增长指数为混沌动力学，由最大的李雅普诺夫指数的基本经典动力学的速率，代数-线性或二次-可积动力学。然后就有可能使用这些量来在时域中检测多体量子系统中混沌交叉的可积性。
Shot noise in coupled dots and the "fractional charges"
研究了双量子点共振隧穿中粒子相互作用的散粒噪声问题。使用多体量子力学描述，我们评估的能量依赖的传输概率，总平均电流和散粒噪声频谱。我们的研究结果表明，由于库仑相互作用，所获得的噪声谱的减少，可以解释在非相互作用的粒子与分数电荷的行为。
Simulating quantum field theory in curved spacetime with quantum many-body systems
本文提出了一个新的一般框架，建立了静态1+1维弯曲时空中的量子场论与量子多体系统之间的一一对应。我们证明了任意二维静态时空中的无质量标量场总是等价于一个依赖于场点的玻色子跳跃模型，而无质量Dirac场则等价于一个依赖于场点的自由哈伯德模型或一个依赖于场点的各向同性XY模型.提出了在囚禁离子系统中实现这种对应关系的一种可能的实验方法。作为模拟引力模型的应用，我们证明了它们可以用来模拟黑洞的霍金辐射，并研究其纠缠。在模拟模型中，我们还证明了黑洞是自然界中最混沌的系统，也是最快的扰乱器。我们还提供了一个具体的例子，说明如何从背洞物理学中获得有关量子多体系统的一些见解。
From integrability to chaos: the quantum-classical correspondence in a triple well bosonic model
本文利用相干态、庞加莱截面、Husimi函数与Fock态投影，系统验证了三势阱玻色多体系统在可积至混沌区域中的量子-经典对应。
Shot Noise of Spin-Decohering Transport in Spin-Orbit Coupled Nanostructures
我们推广的量子散粒噪声的散射理论，包括完整的自旋密度矩阵的电子注入到一个量子相干纳米结构的自旋过滤或铁磁电极由各种自旋相关的相互作用。这种形式主义产生的自旋分辨散粒噪声功率为不同的实验测量设置-与铁磁源极和铁磁或正常的漏电极-其评估的扩散多通道量子线与Rashba（SO）自旋轨道耦合显示自旋退相干和退相如何导致电荷电流波动的大幅增强（其特征在于Fano因素$> 1/3$）。然而，这些过程和相应的散粒噪声的增加被抑制在狭窄的电线，使电荷传输实验测量的Fano因子$F_{\uparrow \to \uparrow \downarrow}$在铁磁体/SO-耦合线/顺磁设置也量化的程度的相位相干传输自旋-我们预测的自旋极化矢量和$F_{\uparrow \to \uparrow \downarrow}$的大小之间的一一对应关系。
Connection between Calogero-Marchioro-Wolfes type few-body models and free oscillators
我们建立了Calogero-Marchioro-Wolfes模型及其几个推广与自由振子的精确对应。这种联系产生本征态，并导致量子可积性的证明。我们的方法，寻找新的可解模型的有用性，然后通过一个例子证明。
Many-body superradiance and dynamical mirror symmetry breaking in waveguide QED
针对扩展二能级系统多体衰变难题，研究一维波导中发射器阵列的Dicke超辐射现象，推导了爆发发生的最小条件，发现类雪崩行为引发镜像对称破缺，为关联光子态生成提供明确证据。
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