L'échelle de temps de thermalisation croît logarithmiquement avec la distance des régions de qubits

L'échelle de temps régissant la rapidité avec laquelle les systèmes quantiques atteignent des états statistiques prévisibles croît de manière logarithmique avec la distance entre les sous-régions, une découverte surprenante qui remet en question les modèles intuitifs de propagation de l'information. Saptarshi Mandal, Alan Sherry et Sthitadhi Roy de l'International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research, démontrent que la téléportation d'intrication induite par la mesure limite fondamentalement la vitesse de cette thermalisation, même lorsque les zones du système quantique sont déconnectées. Leurs travaux révèlent que, bien que les mesures créent une intrication à travers ces zones déconnectées, cela démontre une localité émergente plutôt que de se traduire par une non-localité pour la plupart des systèmes. Des exceptions existent cependant dans des circuits spéciaux où l'aléa des résultats de mesure est parfaitement transmis, conduisant à une thermalisation profonde sur une échelle de temps finie et indiquant une véritable non-localité.

Limites de localité issues de Lieb-Robinson et des cônes de lumière causaux

Ce travail, récemment publié, examine comment les mesures projectives sur l'environnement d'un système quantique impactent l'émergence de la localité, ou son absence, au sein du système lui-même. L'analyse de l'équipe se concentre sur la quantification de la « distance » entre un ensemble d'états quantiques et l'ensemble de Haar. Les mesures créent une intrication à travers ces partitions, mais l'étude démontre que les systèmes génériques à interaction locale présentent une localité émergente. Plus précisément, les échelles de temps pour la thermalisation profonde et la téléportation d'intrication augmentent de manière logarithmique avec la distance séparant les sous-régions. Les chercheurs ont considéré une mesure de distance entre les moments de l'ensemble et l'ensemble de Haar, notant qu'ils ont choisi cette norme pour des raisons de commodité analytique, mais la physique reste inchangée pour d'autres choix. Cependant, cette règle logarithmique n'est pas absolue.