...
首页> 外文期刊>Physical review letters >Measuring Entanglement Entropy of a Generic Many-Body System with a Quantum Switch
【24h】

Measuring Entanglement Entropy of a Generic Many-Body System with a Quantum Switch

机译:用量子开关测量通用多体系统的纠缠熵

获取原文
获取原文并翻译 | 示例

摘要

@@[1] C. A. Sackett et al., Nature (London) 404, 256 (2000). @@[2] G. Kirchmair, J. Benhelm, F. Zahringer, R. Gerritsma,rnC.F. Roos, and R. Blatt, New J. Phys. 11, 023002 (2009). @@[3] P.J. Lee, B.B. Blinov, K. Brickman, L. Deslauriers, M.J.rnMadsen, R. Miller, D.L. Moehring, D. Stick, and C.rnMonroe, Opt. Lett. 28, 1582 (2003). @@[4] J. P. Home, M. J. McDonnell, D. M. Lucas, G. Imreh, B. C.rnKeitch, D.J. Szwer, N.R. Thomas, S.C. Webster, D.N.rnStacey, and A M. Steane, New J. Phys. 8, 188 (2006). @@[5] J. Benhelm, G. Kirchmair, C. F. Roos, and R. Blatt, NaturernPhys. 4, 463 (2008). @@[6] K. M0lmer and A. S0rensen, Phys. Rev. Lett. 82, 1835rn(1999). @@[7] E. Solano, R. L. deMatosFilho, and N. Zagury, Phys. Rev.rnA 59, R2539 (1999).rn@@[8] G. J. Milburn ,S. Schneider, D. F. V. James, Fortschr. Phys.rn48, 801 (2000). @@[9] R. Blatt and D. Wineland, Nature (London) 453, 1008rn(2008). @@[10] T. Monz, P. Schindler, J. Barreiro, M. Chwalla, D. Nigg,rnW. A. Coish, M. Harlander, W. Haensel, M. Hennrich, andrnR. Blatt, Phys. Rev. Lett. 106, 130506 (2011). @@[11] M. A. Rowe, D. Kielpinski, V. Meyer, C. A. Sackett, W. M.rnItano, C. Monroe, and D.J. Wineland, Nature (London)rn409, 791 (2001). @@[12] G. Kirchmair, F. Zahringer, R. Gerritsma, M. Kleinmann,rnO. Giihne, A. Cabello, R. Blatt, and C. F. Roos, Naturern(London) 460, 494 (2009). @@[13] K. Kim, M.-S. Chang, S. Korenblit, R. Islam, E.E.rnEdwards, J. K. Freericks, G.-D. Lin, L.-M. Duan, and C.rnMonroe, Nature (London) 465, 590 (2010). @@[14] A. Friedenauer, H. Schmitz, J. T. Glueckert, D. Porras, andrnT. Schaetz, Nature Phys. 4, 757 (2008). @@[15] R. Gerritsma, G. Kirchmair, F. Zahringer, E. Solano, R.rnBlatt, and C. F. Roos, Nature (London) 463, 68 (2010). @@[16] H. Y. Carr and E.M. Purcell, Phys. Rev. 94, 630 (1954). @@[17] L. Viola and S. Lloyd, Phys. Rev. A 58, 2733 (1998). @@[18] G. S. Uhrig, Phys. Rev. Lett. 98, 100504 (2007). @@[19] M. J. Biercuk, H. Uys, A. P. VanDevender, N. Shiga, W. M.rnItano, and J.J. Bollinger , Phys. Rev. A 79, 062324rn(2009). @@[20] S.-L. Zhu and Z.D. Wang, Phys. Rev. Lett. 91, 187902rn(2003).rn@@[21] J.D. Jost, J.P. Home, J.M. Amini, D. Hanneke, R. Ozeri,rnC. Langer, J.J. Bollinger, D. Leibfried, D.J. Wineland,rnNature (London) 459, 683 (2009).rn@@[22] C.-Y. Chen and M. Feng, Phys. Rev. A 77,012325 (2008). @@[23] H. K. Cummins, G. Llewellyn, and J. A. Jones, Phys. Rev.rnA 67, 042308 (2003). @@[24] Y.-D. Wang, A. Kemp, and K. Semba, Phys. Rev. B 79,rn024502 (2009). @@[25] K. G. Beauchamp, Applications of Walsh and RelatedrnFunctions (Academic Press Inc., New York, 1984). @@[26] See Supplemental Material at http://link.aps.org/rnsupplemental/10.1103/PhysRevLett. 109.020503 for arnproof of Eq. (4). @@[27] S. Olmschenk, K.C. Younge, D.L. Moehring, D.N.rnMatsukevich, P. Maunz, and C. Monroe, Phys. Rev. Arn76, 052314 (2007). @@[28] D. Hayes, D.N. Matsukevich, P. Maunz, D. Hucul, Q.rnQuraishi, S. Olmschenk, W. Campbell, J. Mizrahi, C.rnSenko, and C. Monroe , Phys. Rev. Lett. 104, 140501rn(2010). @@[29] W.C. Campbell, J. Mizrahi, Q. Quraishi, C. Senko, D.rnHayes, D. Hucul, D. N. Matsukevich, P. Maunz, and C.rnMonroe, Phys. Rev. Lett. 105, 090502 (2010). @@[30] L. Cywinski, R. M. Lutchyn, C. P. Nave, and S. DasSarma,rnPhys. Rev. B 77, 174509 (2008). @@[31] See Supplemental Material at http://link.aps.org/rnsupplemental/10.1103/PhysRevLett. 109.020503 for the%Entanglement entropy has become an important theoretical concept in condensed matter physics because it provides a unique tool for characterizing quantum mechanical many-body phases and new kinds of quantum order. However, the experimental measurement of entanglement entropy in a many-body system is widely believed to be unfeasible, owing to the nonlocal character of this quantity. Here, we propose a general method to measure the entanglement entropy. The method is based on a quantum switch (a two-level system) coupled to a composite system consisting of several copies of the original many-body system. The state of the switch controls how different parts of the composite system connect to each other. We show that, by studying the dynamics of the quantum switch only, the Renyi entanglement entropy of the many-body system can be extracted. We propose a possible design of the quantum switch, which can be realized in cold atomic systems. Our work provides a route towards testing the scaling of entanglement in critical systems as well as a method for a direct experimental detection of topological order.
机译:@@ [1] C.A.Sackett等人,Nature(London)404,256(2000)。 @@ [2] G. Kirchmair,J。Benhelm,F。Zahringer,R。Gerritsma,rnC.F。 Roos和R.Blatt,《新物理学》。 11,023002(2009)。 @@ [3] P.J. Lee,B.B。Blinov,K。Brickman,L。Deslauriers,M.J.rnMadsen,R。Miller,D.L。 Moehring,D.Stick和C.rnMonroe,选择来吧28,1582(2003)。 @@ [4] J. P. Home,M。J. McDonnell,D。M. Lucas,G。Imreh,B。C.rnKeitch,D.J.。 N.R. Szwer Thomas,S.C. Webster,D.N.rnStacey和A.M. Steane,New J. Phys。 8,188(2006)。 @@ [5] J. Benhelm,G。Kirchmair,C。F. Roos和R. Blatt,NaturernPhys。 4,463(2008)。 @@ [6] K. M0lmer和A. S0rensen,物理学。牧师82,1835rn(1999)。 @@ [7] E. Solano,R。L. deMatosFilho和N. Zagury,物理学。 Rev.rnA 59,R2539(1999).rn @@ [8] G.J.Milburn,S。 Schneider,D.F. V. James,Fortschr。 Phys.rn48,801(2000)。 @@ [9] R. Blatt和D. Wineland,《自然》(伦敦)453,1008rn(2008年)。 @@ [10] T. Monz,P。Schindler,J。Barreiro,M。Chwalla,D。Nigg,rnW。 A. Coish,M。Harlander,W。Haensel,M。Hennrich和andnR。布拉特物理牧师106,130506(2011)。 @@ [11] M. A. Rowe,D。Kielpinski,V。Meyer,C。A. Sackett,W.M.rnItano,C。Monroe和D.J. Wineland,Nature(伦敦)rn409,791(2001)。 @@ [12] G. Kirchmair,F。Zahringer,R。Gerritsma,M。Kleinmann,rnO。 Giihne,A.Cabello,R.Blatt和C.F.Roos,Naturern(London)460,494(2009)。 @@ [13] K. Kim,硕士Chang,S.Korenblit,R.Islam,E.E.rnEdwards,J.K.Freericks,G.-D.林L.M. Duan and C.rnMonroe,Nature(London)465,590(2010)。 @@ [14] A. Friedenauer,H。Schmitz,J。T. Glueckert,D。Porras和rnT。 Schaetz,自然物理学。 4,757(2008)。 @@ [15] R. Gerritsma,G。Kirchmair,F。Zahringer,E。Solano,R.rnBlatt和C. F. Roos,自然(伦敦)463,68(2010)。 @@ [16] H. Y. Carr和E.M. Purcell,物理学。 Rev. 94,630(1954)。 @@ [17] L. Viola和S. Lloyd,物理学。 Rev.A 58,2733(1998)。 @@ [18] G. S. Uhrig,物理学。牧师98,100504(2007)。 @@ [19] M. J. Biercuk,H。Uys,A。P. VanDevender,N。Shiga,W。M.rnItano和J.J. Bollinger,物理学。 A版79,062324rn(2009)。 @@ [20] S.-L.朱和Z.D.王,物理牧师91,187902rn(2003).rn @@ [21] J.D. Jost,J.P。Home,J.M。Amini,D。Hanneke,R。Ozeri,rnC。兰格(J. Bollinger D.Leibfried D.J.瓦恩兰,自然(伦敦)459,683(2009).rn @@ [22] C.-Y. Chen和M. Feng,物理。 Rev.A 77,012325(2008)。 @@ [23] H. K. Cummins,G。Llewellyn和J. A. Jones,物理学。 rnA 67,042308(2003)。 @@ [24] Y.-D. Wang,A。Kemp和K. Semba,物理学。 B版,rn024502(2009)。 @@ [25] K. G. Beauchamp,《沃尔什和相关函数的应用》(纽约,Academic Press Inc.,1984年)。 @@ [26]参见补充材料,网址为http://link.aps.org/rnsupplemental/10.1103/PhysRevLett。 109.020503用于等式的证明(4)。 @@ [27] S. Olmschenk,K.C。杨格Moehring,D.N.rnMatsukevich,P.Maunz和C.Monroe,物理学。 Rev.Arn76,052314(2007)。 @@ [28] D. Hayes,D.N。Matsukevich,P。Maunz,D.Hucul,Q.rnQuraishi,S.Olmschenk,W.Campbell,J.Mizrahi,C.rnSenko和C.Monroe,物理学。牧师104,140501rn(2010)。 @@ [29] W.C.坎贝尔(Campbell),米兹拉希(J. Mizrahi),奎莱希(Q. Quraishi),森科(S.牧师105,090502(2010)。 @@ [30] L. Cywinski,R。M. Lutchyn,C。P. Nave和S. DasSarma,rnPhys。 B 77,174509(2008)。 @@ [31]参见补充材料,网址为http://link.aps.org/rnsupplemental/10.1103/PhysRevLett。纠缠熵的百分数109.020503已成为凝聚态物理中一个重要的理论概念,因为它提供了表征量子力学多体相和新型量子阶的独特工具。然而,由于该量的非局部性,广泛认为在多体系统中对纠缠熵进行实验测量是不可行的。在这里,我们提出了一种测量纠缠熵的通用方法。该方法基于耦合到由原始多体系统的多个副本组成的复合系统的量子开关(两级系统)。开关的状态控制复合系统的不同部分如何相互连接。我们表明,仅通过研究量子开关的动力学,就可以提取多体系统的人一纠缠熵。我们提出了一种量子开关的可能设计,该设计可以在冷原子系统中实现。我们的工作为测试关键系统中纠缠的规模提供了一条途径,也提供了直接实验检测拓扑顺序的方法。

著录项

相似文献

  • 外文文献
  • 中文文献
  • 专利
获取原文

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号