Wehrl entropy, Lieb conjecture and entanglement monotones
通过定义$N \times N$二体量子系统相对于$SU(N)\times SU(N)$相干态的Husimi分布,我们提出了一种量子纠缠的量化方法. Wehrl熵最小当且仅当所分析的纯态是可分的。证明了Wehrl熵的过剩等于由二分纯态的部分迹所得到的混合态的次熵。该量以及广义(R{é}nyi)次熵被证明是舒尔凸的,因此它们是纠缠单调的,可以用作纠缠的替代度量。
2003-11-04 quant-ph
Entanglement-fluctuation relation for bipartite pure states
我们确定子系统的波动(方差),测量纠缠在一个任意的二分纯态。这些波动是可观测的,将极化的概念推广到任意N能级子系统。我们表示这种偏振波动的子系统的纯度和其他纠缠措施。推导出的涨落纠缠关系的评价的基态的一维自由费米子气体和Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki自旋链。我们的研究结果提供了一个框架,实验测量纠缠使用Stern-Gerlach型状态选择器。
2016-08-12 cond-mat.str-el gr-qc hep-th
Average entanglement entropy of a small subsystem in a constrained pure Gaussian state ensemble
School of Mathematics and Statistics, The University of Melbourne(墨尔本大学数学与统计学院)
研究通过高斯态集合分析小子系统平均纠缠熵,发现其与无关联混合高斯态的von Neumann熵相同,并探讨其在霍金辐射模型中的应用。
2025-05-06 cond-mat.stat-mech gr-qc quant-ph
Equivalence between two-mode spin squeezed states and pure entangled states with equal spin
我们证明了两个自旋相等的子系统的纯纠缠态在局域操作下等价于一个双模自旋压缩态,除了一组测度为零的二分态,并且我们提供了一个反例将这个结果推广到两个自旋不等的子系统.
2005-01-13 quant-ph
Volume-law entanglement entropy of typical pure quantum states
量子多体哈密顿算符的典型本征态的子系统的纠缠熵最近被证明是量子混沌和可积性的一个诊断。在量子混沌系统中,它表现为典型的纯态,而在可积系统中,它表现为典型的纯高斯态。在本教程中,我们提供了一个教学介绍的典型的纯态和典型的纯高斯态的子系统的纠缠熵的已知结果。他们都表现出领先的长期规模与体积的子系统,当小于一半的系统的体积,但体积法的前因子是根本不同的。对于典型的纯态,它是常数(并且是最大值),对于典型的纯高斯态,它取决于子系统和整个系统的体积之比。由于粒子数守恒在许多物理哈密顿量中起着重要的作用,我们讨论了它对典型纯态和典型纯高斯态的影响。我们证明,虽然领先的体积法条款的行为不会发生质的变化,subleading条款的性质可以改变。特别是,可能出现的子引导校正取决于子系统的体积的平方根。我们揭示了这些修正的起源。最后,我们讨论了典型纯态的纠缠熵与随机矩阵理论中得到的分析结果以及物理哈灵顿数得到的数值结果之间的联系。
2022-07-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Measurable nonlocal effect of bipartite system during a local cyclic evolution of its subsystem
本文提出了一个二分系统的非局部效应,它是由其中一个子系统的局部循环演化引起的。当系统处于解纠缠纯态时,这种效应消失,但对于某些解纠缠混合态,可以观察到这种效应。作为一个范例,我们详细研究了双量子比特系统的影响。有趣的是,这种效应与量子比特对纯态的纠缠度直接相关。此外,我们建议一个贝尔型实验来测量量子比特对的非局域效应。
2006-07-17 quant-ph
Proposal for Direct, Local Measurement of Entanglement for Pure Bipartite Systems of Arbitrary Dimension
基于复合系统的纠缠度与子系统纯度之间的互补关系,提出了一种简单的测量纠缠度的方法。该方法可应用于任意维数的纯态二分系统。它只需要单量子点旋转和直接的概率测量的子系统之一,因此可以很容易地实现实验使用线性光学设备。
2008-12-18 quant-ph
Complete disentanglement by partial pure dephasing
研究了纯退相对两能级子系统(量子比特)纠缠的影响。我们表明,部分退相诱导的超欧姆水库,对应于既定的性质,在半导体中的受限电荷态和声子,可能会导致完全解纠缠。我们还表明,解纠缠效应的增加与两个子系统之间的距离。
2006-07-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Entanglement Timescale
我们推导出两个初始纯子系统通过耦合它们的任意哈密顿量相互纠缠的时间尺度。纠缠时间尺度与两个子系统之间的“相关不确定性”成反比,我们将在本文中定义和分析这个量。当其中一个子系统处于任意混合态时,我们的结果仍然适用,从而推广了耦合到热态时的“退相干时标”。
2017-11-07 hep-th quant-ph
Subsystem Purity as an Enforcer of Entanglement
我们证明了在任意混合态中的任意大系统与纯态中的单个量子比特的相互作用中总是会产生纠缠。即使总熵接近最大值,这个小的初始纯度也足以加强纠缠。我们利用纯态二能级原子与热态光场在任意高温下的Jaynes-Cummings相互作用证明了这一特性。我们发现时间和温度变化的纠缠产生的量的下限和研究的经典相关量化的互信息。
2002-08-08 quant-ph
Experimental study of a photon as a subsystem of an entangled two-photon state
自发参量下转换(SPDC)中的信号-闲频光子对是一个典型的零熵非局域纠缠纯态。子系统的精确相关性完全由状态描述。然而,只研究一个子系统而忽略另一个子系统是一种实验性的选择。关于被测子系统和其余部分,我们可以了解到什么?这种测量的结果看起来很奇怪。实验证实两个子系统都处于熵大于零的混合态。在这种测量中,人们只能获得子系统的统计知识。
1998-11-23 quant-ph
Growth and collapse of subsystem complexity under random unitary circuits
Leinweber Institute for Theoretical Physics, Stanford University(莱纳伯理论物理研究所,斯坦福大学);Google Quantum AI(谷歌量子AI)
研究随机酉电路中子系统减少密度矩阵复杂度随时间的变化,证明小子系统复杂度在时间T=ℓ/4前线性增长,之后在大局部维度下归零,而互补子系统复杂度持续增长至指数时间。
2026-06-29 hep-th quant-ph
Efficient computation of average subsystem Bures distance between fermionic Gaussian states
Center for Joint Quantum Studies and Department of Physics, School of Science, Tianjin University(天津大学理学院物理系联合量子研究中心);Instituto de Física, Universidade Federal Fluminense(弗鲁米嫩塞联邦大学物理研究所)
开发高效算法计算费米子高斯态间的Bures距离,用于研究量子多体混沌与可积性,发现可积系统中局部守恒荷的不连续性导致距离标度差异。
2026-06-26 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Bipartite concurrence and localized coherence
基于一种新的相干测度,我们证明了二体量子纯态的局域相干性(约化密度矩阵的相干性)与所有可能的纯态实现的最小平均相干性完全相同.特别地,我们证明了纯态的二分并发恰好捕捉到了一个子系统的局部相干性与另一个子系统在经典通信辅助下的局部操作所引起的平均相干性之间的最大差异,这为纯态的二分并发提供了另一种操作意义.并发度和所提出的相干性度量之间的关系也可以推广到二分混合态。
2013-07-06 quant-ph
Eigenstate Thermalization and Representative States on Subsystems
我们考虑一个由自由度组成的量子系统A U B,这些自由度可以划分为空间不相交的区域A和B。当整个系统处于A区和B区纠缠的纯态时,传统上假定在不参考其补集的情况下描述的A区的量子力学需要A上的约化密度矩阵。虽然这肯定是正确的,作为一个确切的问题,我们认为,在许多有趣的情况下,期望值的典型运营商内的任何地方A可以计算从一个合适的纯状态A单独,控制误差。我们使用量子统计力学的见解-特别是本征态热化假设(ETH)-来论证这种“代表态”的存在。
2014-06-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Universality in volume law entanglement of pure quantum states
一个纯粹的量子态可以完全描述热平衡,只要我们专注于局部的可观测性。热力学熵也可以作为小的子系统的纠缠熵来恢复。然而,当子系统的大小增加时,量子关联打破了对应关系,并导致对这个简单体积定律的修正。阐明纠缠熵的尺寸依赖性对于量子物理与热力学的联系以及解决最近的超冷原子实验都是至关重要的。本文导出了一类代表热平衡的纯态cTPQ态的纠缠熵的解析公式。我们进一步发现,我们的公式普遍适用于任何充分混乱的纯态代表热平衡,即,不可积模型的一般能量本征态和量子猝灭后的态。我们的通用公式可以被利用作为混沌系统的诊断,我们可以区分可积模型从混沌和检测多体局域化具有高精度。
2018-05-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-th
Violation of Bell Monogamy Relations
Indian Institute of Technology Bombay(印度理工学院孟买分校);Indian Institute of Technology Jodhpur(印度理工学院焦浦分校);Indian Institute of Science Education and Research Kolkata(印度科学教育与研究学院加尔各答);TCG CREST
研究通过本地过滤操作违反贝尔多体关系,以W态等对称多体纯态为例展示非局域性共享的限制。
2026-07-07 quant-ph
Subsystem Trace-Distances of Two Random States
本文研究混沌量子系统中随机纯态的部分子系统区分问题,发现平均子系统迹距离在未测量比特比例f=1/2处发生一阶相变,并解析给出有限尺寸交叉行为及局域守恒律的影响。
2023-05-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Analysis and synthesis of attractive quantum Markovian dynamics
我们提出了一个一般的框架,调查一大类马尔可夫量子系统的稳定化问题。基于不变量子子系统和吸引量子子系统的概念,我们通过探索动力学不变集的结构来刻画吸引子空间。我们的一般分析结果被用来评估开环哈密顿和输出反馈控制策略的能力,以合成稳定的目标子系统,子空间,或纯状态的马尔可夫生成器。特别是,我们提供了任意有限维马尔可夫系统中的可稳定纯态的流形的代数特征,这导致了相关控制器设计的建设性策略。纠缠纯态的稳定性的影响解决的例子。
2008-09-03 quant-ph
Generic pure quantum states as steady states of quasi-local dissipative dynamics
研究了一般多体纯态是否能成为局域约束纯耗散马尔可夫动力学的唯一渐近稳态。在最简单的三方设置中,我们证明了这个问题等价于表征一组线性方程的解空间,并建立了服从上述性质的纯态集具有测度0或测度1,仅取决于子系统的维数。当中心子系统是量子比特时,给出了一个完整的解析刻画。在N-部分情形下,我们给出了子系统的大小和局域性约束的性质的条件,在此条件下随机纯态一般不能准局域稳定。除了允许的可能性,以近似稳定纠缠纯态,不能确切的稳定状态的设置中的稳定性是通用的,我们的研究结果提供了见解的程度,随机纯态可能会出现独特的基态的挫折免费的父哈密顿。我们进一步论证了,对于高概率情况,只要满足适当的维数约束且t足够大,从t-设计中采样的纯量子态就具有与Haar-随机量子态相同的稳定性.最后,我们证明了准本地状态稳定和独特的状态重建从本地断层信息的任务之间的连接,并提供了一个建设性的程序,用于确定一个通用的N-部纯态的基础上的知识的支持下,任何两个约一半的缔约方的减少密度矩阵,改善现有的结果。
2017-11-29 math-ph math.MP quant-ph
A Finite de Finetti Theorem for Infinite-Dimensional Systems
我们制定并证明了一个de Finetti表示定理的可交换态的量子系统的k个无限维子系统。该定理对于可以表示为从$n$子系统的全对称子空间的子集族C_n中选择的纯态的部分迹的状态是有效的。我们表明,这样的国家成为任意接近纯功率状态的混合物,n的增加。给出了C_n族的第二个等价刻画.
2007-03-08 quant-ph
Subsystem Statistics and Conditional Self-Similarity of Random Quantum States
School of Physics and Applied Physics, Southern Illinois University(南伊利诺伊大学物理与应用物理学院)
本研究通过Dirichlet分布推导出随机量子态子系统的位串概率分布,并揭示其条件自相似性及噪声下的统计特性。
2026-02-23 quant-ph
Entanglement Entropy of Eigenstates of Quadratic Fermionic Hamiltonians
在一篇开创性的论文中[D. N. Page,Phys. Rev. Lett. 71,1291(1993)],Page证明了随机纯态子系统的平均纠缠熵为$S_{\rm ave}\simeq\ln{\cal D}_{\rm A} - (1/2) {\cal D}_{\rm A}^2/{\cal D}$ for $1\ll{\cal D}_{\rm A}\leq\sqrt{\cal D}$,其中${\cal D}_{\rm A}$和${\cal D}$分别是子系统和系统的Hilbert空间维数.因此,典型的纯态(几乎)是最大纠缠的。我们开发了计算二次费米子哈密顿量所有本征态的平均纠缠熵$\langle S\rangle$的工具。特别是,我们推导出最一般的几何不变模型$\ln{\cal D}_{\rm A} - (\ln{\cal D}_{\rm A})^2/\ln{\cal D} \leq \langle S \rangle \leq \ln{\cal D}_{\rm A} - [1/(2\ln2)] (\ln{\cal D}_{\rm A})^2/\ln{\cal D}$的精确界。因此,我们证明:(i)如果子系统大小是系统大小的有限分数,则在热力学极限下的$\langle S\rangle<\ln{\cal D}_{\rm A}$,即,哈密顿量的本征态上的平均值偏离典型纯态的结果,以及…
2017-07-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-th
Gaussian Scrooge Ensemble from Deep Thermalization in Free-Fermions
SISSA(国际高等研究学院);INFN(意大利国家核物理研究所);University of Birmingham(伯明翰大学)
本文研究自由费米子链中通过局域测量产生的深层热化现象,发现测量结果在热力学极限下信息可忽略,从而形成由广义吉布斯系综决定的高斯斯克鲁奇系综,并提供了数值证据,扩展了可积系统热化的描述。
2026-10-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Absolutely entangled sets of pure states for bipartitions and multipartitions
当一组量子态中至少有一个态对于任何子系统的定义,即对于任何全局参考系的选择都保持纠缠时,就说该组量子态是绝对纠缠的。本文研究了纯量子态的绝对纠缠集的性质。对于双量子比特系统,我们给出了一个检测AES的充分条件,并用它构造了$N$态族,使得对于任何子系统定义,$N-3$(最大可能数)都保持纠缠.对于一般的二分$d=d_1d_2$,我们证明了$N>\left\lfloor{(d_{1}+1)(d_{2}+1)/2}\right \rfloor$状态集是Haar测度为1的AES。然后,我们为多分区定义AES。我们推导出一个一般的下界的AES中的状态数为一个给定的multipartition,也构造明确的例子。特别是,我们展示了AES相对于任何可能的多分区的总系统。
2021-10-04 quant-ph
Pure Dephasing of Light-Matter Systems in the Ultrastrong and Deep-Strong Coupling Regimes
本文研究混合量子系统组分的纯退相干对系统跃迁退相干率的影响,发现在超强与深强耦合机制下,相互作用会显著影响子系统退相干的随机微扰形式,且依赖于所选规范,忽略该问题会导致非物理结果。
2022-05-19 cond-mat.other quant-ph
Quantum entanglement in a pure state of strongly correlated quantum impurity systems
本文研究强关联量子杂质系统纯态的量子纠缠,通过构建子系统并应用纠缠熵等量子信息量,揭示了系统状态与量子信息量行为间的关系,为阐明量子杂质系统纯态纠缠提供了有效方法。
2025-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
The von Neumann Entropy for Mixed States
Araki-Lieb不等式通常用于计算子系统最初处于纯态时的熵,因为这迫使两个子系统的熵在整个系统演化后相等。然后,很容易通过找到一个小的子系统的熵来计算一个大子系统的熵。据我们所知,当一个子系统最初处于混合状态时,不存在计算熵的方法。我们在这里表明,它是可能的,在这种情况下,使用Araki-Lieb不等式,并找到冯诺伊曼熵的大(无限)系统。我们在二能级原子-场相互作用中证明了这一点。
2018-04-25 quant-ph
On the failure of subadditivity of the Wigner-Yanase entropy
最近汉森证明,对于量子系统的一般态,Wigner-Yanase熵对于分解成两个子系统不是次加性的,尽管这个性质已知对纯态成立。我们调查的问题是否较弱的性质的次可加性的纯态分解成两个以上的子系统持有。这种性质在量子化学中有着有趣的应用。然而,我们表明,它并不持有一般,并提供了一个反例。
2007-04-11 math-ph math.MP quant-ph
Expanding the principle of local distinguishability
局部可测量性原理指出,二分系统的任意物理状态可以通过对子系统执行的局部测量的组合统计来确定。局部测量的一个必要且充分的要求是,每个局部测量必须能够区分各个子系统的所有状态对。我们表明,如果该任务被改变成一个任意的bipartite纯态的测定,那么至少在某些情况下,它是可能的限制到本地的测量,可以distintinguish所有的纯态,但不是所有的状态。这一令人惊讶的事实证明,局部可解释性原则可以扩展到超出其通常的适用范围。
2015-04-07 quant-ph
Entanglement between two subsystems, the Wigner semicircle and extreme value statistics
利用密度矩阵部分转置$ρ_{12}^{T_2}$的性质研究了两个随机纯态任意子系统之间的纠缠。当两个子系统的维数都不太小且同阶时,$ρ_{12}^{T_2}$的态密度接近于周期律。一个简单的随机矩阵模型的部分转置被发现捕获的纠缠特性,以及包括跨越临界尺寸的过渡。利用对数负性来量化子系统间的纠缠,并在简单模型的基础上推导出了量子纠缠的解析公式。利用三阶矩在随机纯态系综上的平均值,解析地导出了$ρ_{12}^{T_2}$本征值密度的偏度。部分转置后的第三时刻也被证明是有关的Kempe不变量的推广。部分转置后的最小特征值服从随机矩阵的极值统计,即Tracy-Widom分布。这个分布,从模型中获得的相关参数,被发现是有用的在临界尺寸的纠缠态的分数计算。这些结果在三个耦合标准映射的量子动力学系统中进行了检验,发现如果参数表示强混沌系统,则结果接近随机状态,尽管在临界尺寸处存在一些系统偏差。
2012-06-16 math.ST quant-ph stat.AP
Emergence of equilibrium thermodynamic properties in quantum pure states. II. Analysis of a spin model system
在本文第一部分提出的统计框架内,分析了由相同自旋组成并由量子力学纯态描述的系统。对于第一部分介绍的两种不同统计量,我们明确地导出了子系统的熵、能量和平衡约化密度矩阵的典型值。为了分析它们与热力学的一致性,这些感兴趣的量在孤立系的大量组件的限制下被评估。主要结果可以概括如下:在固定期望能量系综中,熵和平衡约化密度矩阵作为内能函数的典型值不满足热力学要求。相反,如果系统足够大,则可以从随机纯态系综(RPSE)中恢复系统描述。考虑自旋系统的性质的热力学极限揭示了一些重要的功能。首先,正则统计(因此,正则典型性,只要平均值周围的波动很小)出现,而不需要假设微正则空间的整体纯态。此外,我们严格证明(i)的“全球温度”,来自熵状态方程,与“本地温度”确定的子系统的正则状态的等价性;和(ii)之间的等价性RPSE典型熵和正则熵的整个系统。
2010-07-21 quant-ph
Edge of entanglement in non-ergodic states: a complexity parameter formulation
本文用复矩阵多参数 Gaussian 系综刻画二分基下的非遍历纯态,提出复杂度参数并揭示纠缠熵随子系统尺寸的普适标度与临界区域。
2024-12-10 cond-mat.dis-nn quant-ph
Exact Exponent for Atypicality of Random Quantum States
本文研究双分量子系统中由均匀随机纯态部分迹诱导的随机态在大偏差区域的概率衰减指数,证明其等于量子相对熵乘以剩余子系统维度,并提出条件集中性质。
2023-11-28 quant-ph
Dynamics of quantum entanglement
研究了二体量子态纠缠的离散动力学模型。它涉及到系统的全局幺正动力学和局部双随机或衰减信道的周期作用。对于初始纯态,纠缠的衰减伴随着系统的冯诺伊曼熵的增加。我们观察并讨论了由于两个子系统的幺正相互作用而引起的纠缠的恢复。对于两个子系统的边缘熵不同的混合态(其中一个大于全局熵,另一个小于全局熵),我们发现纠缠衰减速度不对称。当去极化通道作用于具有较小边缘熵的经典子系统时,这些态的纠缠减小得更快。
2002-09-02 quant-ph
A new product entropy
Tianjin University(天津大学);Sun Yat-Sen University(中山大学);Freie Universität Berlin(柏林自由大学);Julius-Maximilians-Universität Würzburg(维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学);Shanghai Institute for Mathematics and Interdisciplinary Sciences (SIMIS)(上海数学与交叉学科研究院);Ningbo University(宁波大学);Peking University(北京大学)
本文提出一种新的乘积熵,建立其与SVD纠缠熵的对偶,并解析推导了共形场论中的表达式,通过临界伊辛链数值验证,应用于量子淬火动力学。
2026-09-15 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Local Records and Global Entanglement: A Unique Multi-Partite Generalization of the Schmidt Decomposition
我们证明了一个纯多体(N>2)量子态有一个唯一的最大分解为一个“局部正交”的态的和,即和中一项的局部约化态对于每个子系统都存在于它自己的正交子空间中.观测者可以在任何子系统上进行局部测量,并确定它们在哪个“分支”上。由此产生的分支权重的香农熵定义了一种新的全局的、类似GHz的纠缠度量,该度量对局部成对纠缠操作不敏感,并且当每个子系统上没有记录信息时消失。在二分(N=2)的情况下,这种分解简化为(不一定是唯一的)施密特分解,熵简化为纠缠熵
2013-10-16 quant-ph
Random graph states, maximal flow and Fuss-Catalan distributions
对于任何由$k$顶点和$m$边组成的图,我们构造了一个描述由$2m$子系统组成的系统的随机纯量子态系综。图的每条边代表一个二分的最大纠缠态。每个顶点表示根据Haar测度生成的随机酉矩阵,其描述子系统之间的耦合。把所有的子系统分成两部分,我们可以研究关于这个划分的纠缠。本文给出了一种推导随机纯态平均纠缠熵的一般方法。我们的技术依赖于Weingarten演算和流动问题。我们分析了这种随机密度矩阵的频谱的统计特性,并显示在何种情况下,他们所描述的自由泊松(马琴科-帕斯图)分布。我们推导出一个离散的家庭的广义,Fuss-Catalan分布和明确构建的图形,导致合奏的随机状态特征在于这些新的分布的特征值。
2010-03-16 math-ph math.CO math.MP
Properties of nonfreeness: an entropy measure of electron correlation
“非自由度”是一个给定的多费米子态和具有相同的单粒子统计的自由态的冯诺伊曼熵之间的差(负的)。它也等于所讨论的两个状态的相对熵,即,它是给定状态相对于相应自由状态的熵。纯态的非自由度与它的“粒子-空穴对称关联熵”相同,这是电子关联的一种已建立的度量的变体。但非自由性也被定义为混合状态,这允许人们将子系统的非自由性与整体的非自由性进行比较。部分的非自由度不超过整体的非自由度;非自由度在独立子系统上是可加的;非自由度在1粒子水平上独立的子系统上是超可加的。
2006-11-21 quant-ph
Sharp Page transitions in generic Hamiltonian dynamics
Princeton University(普林斯顿大学);Georg-August-Universität Göttingen(哥廷根大学)
研究高能量密度下子系统与冷浴耦合时的纠缠动力学,构建流体动力学假设解释尖锐页面转变及之前的纠缠谱动力学,结果在多种情况下成立,还提出页面转变保持尖锐的条件。
2026-07-09 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Genuine Multi-Entropy of Fully Symmetric Gaussian States
National Center for Theoretical Sciences, National Taiwan University(台湾大学国家理论科学中心);Department of Physics, National Sun Yat-sen University(国立中山大学物理系);National Institute of Technology, Yuge College(国立技术研究所育智学院)
本文研究全对称高斯态的三体真正Rényi多熵,给出精确结果和渐近公式,证明$n=2$时为零,并探讨与Haar随机态的异同。
2026-10-14 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Entanglement Dynamics and Spin Squeezing of The non-linear Tavis-Cummings model mediated by a Nonlinear Binomial Field
我们证明了量子三分态的自旋压缩隐含着纠缠,其中两分态的子系统是相同的。当腔为二项式时,通过系统的量子熵起始于纯态,研究了自旋压缩参数与纠缠的关系。我们表明,自旋压缩可以是一个方便的工具,给一些洞察子系统纠缠动力学时,二分子系统同时与腔场子系统相互作用,特别是当相互作用发生非共振没有和腔场子系统中包含的非线性介质。我们说明,在大的非共振相互作用的情况下,自旋压缩澄清纠缠的性质几乎完全成功。然而,当空腔被假定为填充有非线性介质时,这不是一般的规则。在这种情况下,我们说明,纠缠动力学的洞察变得更清楚的情况下,弱非线性介质比强非线性介质。同时,还研究了相空间分布在量子纠缠中的作用。Husimi $Q$ -函数的数值结果表明,非线性介质的整数强度产生了量子纠缠所必需的薛定谔猫态.
2010-03-13 quant-ph
Exact Relation Between Wehrl-Rényi Entropy and Many-Body Entanglement
Fudan University(复旦大学);State Key Laboratory of Surface Physics(表面物理国家重点实验室);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室);Renmin University of China(中国人民大学);Key Laboratory of Quantum State Construction and Manipulation (Ministry of Education)(量子态构建与操控教育部重点实验室)
本研究建立了Wehrl-Rényi熵与多体纠缠之间的精确关系,并提出实验测量方案,用于分析强关联自旋系统。
2026-01-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el quant-ph
Uncertainty, von Neumann Entropy, and Squeezing in a Bipartite State of Two-Level Atoms
本文研究双能级原子纠缠二分纯态,发现复合态熵小于子系统熵但不确定性反而更大,并建立冯·诺依曼熵与不确定性、自旋压缩及光谱压缩参数的广义关系。
2025-06-03 quant-ph
Entanglement of Purification in Free Scalar Field Theories
本文计算了不同质量的二维自由标量场理论中的净化纠缠。这个量测量了两个子系统之间的相关性,当整个系统是纯的时,这个量被简化为纠缠熵。我们得到明确的数值通过假设最小高斯波泛函的纯化状态。我们发现,当子系统之间的距离是大的,EoP的行为类似于互信息。然而,当距离较小时,EoP表现出与推测的全息计算定性一致而与互信息不同的特征行为。我们还研究了互信息在纯化空间中的行为和单偶/强超可加性的破坏。
2018-04-19 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Tensor rank and entanglement of pure quantum states
本文在量子纠缠背景下分析了张量秩,揭示了张量的一般秩、最大秩、边界秩及范数与纯量子态纠缠程度之间的关系。
2022-03-14 math-ph math.MP quant-ph
Quantum thermalization and average entropy of a subsystem
针对佩奇平均冯·诺依曼熵结果不适用于受限子空间多体系统的问题,本文推导窄能壳内子系统平均熵的表达式,区分可积与不可积系统的体积定律系数差异,并通过自旋模型数值验证,深化了量子热化的熵体积定律认知。
2025-10-06 quant-ph
Entanglement in random pure states: Spectral density and average von Neumann entropy
量子纠缠在量子信息、量子隐形传态和量子计算中起着至关重要的作用。复合系统的子系统之间的纠缠内容的信息被编码在施密特本征值。我们在这里推导出封闭表达式的施密特特征值的谱密度的所有三个不变类的随机矩阵合奏。我们还得到了平均冯诺伊曼熵的精确结果。我们发现,最大的平均纠缠实现,如果系统属于辛不变类。
2011-05-26 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Unifying typical entanglement and coin tossing: on randomization in probabilistic theories
众所周知,纯量子态通常几乎是最大纠缠的,因此具有接近最大混合的子系统。我们考虑这是否对更一般的概率理论是正确的,而不仅仅是对量子理论。我们推导出一个公式的预期纯度的子系统在任何概率理论,这个数量是明确定义的。它适用于纯量子态中的典型纠缠、经典概率论中的抛硬币和后量子理论中的随机化;简单的推广产生了(反对称)量子子空间中的典型纠缠。该公式精确、简单,只包含系统的自由度和信息容量。它使我们能够以一种仅依赖于基础理论的粗糙性质的方式来概括统计物理学的论点。公式的证明将几个随机化概念推广到一般概率理论。这包括纯度的推广,有助于最近的努力,找到适当的广义熵措施。
2012-11-12 quant-ph
Random unitary matrices associated to a graph
我们分析组成的量子系统组成的$k$子系统,每个描述的状态在$n$维希尔伯特空间。子系统之间的相互作用可以用图来表示,其中顶点对应于各个子系统,边表示通用相互作用,由$n^2$阶的随机酉矩阵建模。全局演化算子由大小为$N=n^k$的酉矩阵表示。我们调查这样的矩阵的统计特性,并表明,他们显示的谱特性的Haar随机酉矩阵提供相应的图形连接。因此,基于小尺寸$n^2$的随机酉矩阵,可以构造尺寸为$n^{k}$的大随机酉矩阵的公平近似。图-结构随机酉矩阵研究这里允许一个定义相应的结构合奏随机纯态。
2013-11-14 math-ph math.MP quant-ph
Quantum entropy thermalization
本文证明了在纯积态初始化的近可积Sachdev-Ye-Kitaev模型中,通过引入随机全连接4体相互作用微扰,子系统熵在长时间后达到热化。
2025-03-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech hep-th
Entropy for Quantum Pure States and Its Dynamical Relaxation
我们构造了一个完备的Wannier函数集,它在给定的位置和动量都是局部化的。这使我们能够引入量子相空间,量子纯态可以幺正地映射到该相空间上。利用量子纯态在量子相空间中的概率分布,定义了量子纯态的熵。我们证明了关于熵波动的长期行为的不等式。对于一个典型的初始状态,这个不等式表明我们的熵可以动态地松弛到一个最大值,并在大部分时间保持在那里,只有很小的波动。这个结果与冯·诺依曼在[Zeitschrift für Physik { \bf 57},30(1929)]中证明的量子H定理相呼应。我们的熵不同于标准的冯诺伊曼熵,后者对于量子纯态总是为零。根据我们的定义,即使用纯态来描述系统,系统的熵也总是大于它的子系统。由于Wannier基的构造可以数值实现,我们的熵的动力学演化的例子说明。
2015-03-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
The von Neumann entropy asymptotics in multidimensional fermionic systems
研究了d维费米子系统纯自旋不变准自由态的冯诺伊曼熵渐近性质。结果表明,所有这些状态都违反了熵面积定律:除了平凡的情况下,一个边长为L的立方子系统的熵增长不可能慢于L^{d-1}ln L。对于熵渐近的上界,这些纯态的零熵密度性质是唯一的限制:证明了任意快速的亚L ^d熵增长是可实现的。
2011-05-05 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP