Các nhà nghiên cứu LANL và Cornell chứng minh khả năng trích xuất cấu trúc thông tin lượng tử từ mô phỏng động lực học vật chất ngưng tụ

Các nhà nghiên cứu tại Los Alamos National Laboratory (LANL) và Cornell University đã công bố một khung phân tích và số học chứng minh rằng các trạng thái nhiều vật trung gian được chuẩn bị trong các mô phỏng lượng tử động học có thể được tái sử dụng để thẩm vấn các chỉ số thông tin lượng tử. Trong một bản thảo tiền ấn phẩm có tiêu đề Dynamical quantum simulations as laboratories for quantum information (Mô phỏng lượng tử động học như là phòng thí nghiệm cho thông tin lượng tử), nhóm nghiên cứu đã phân tích các giao thức xung cục bộ truyền thống được thực hiện trên phần cứng lượng tử để tính toán các hàm Green spin chậm và các yếu tố cấu trúc động học tán xạ neutron không đàn hồi. Bằng cách điều chỉnh các vòng quay spin cục bộ đối diện như là việc mã hóa một bit cổ điển hoặc một tham số liên tục vào các trạng thái nhiều vật đang tiến hóa, nghiên cứu theo dõi cách thông tin lượng tử lan truyền, tổ chức lại trên các phân vùng không gian và phản ứng với các hạn chế đo lường vật lý trong các chuỗi 50-spin XX và XXX (Heisenberg đẳng hướng).

Sự lan truyền thông tin, Đảo ngược biểu diễn-đọc và Vướng víu đa phần

Cuộc điều tra xác định rằng các hàm phản ứng cục bộ thông thường chỉ ghi lại một hình chiếu hạn chế của bản ghi lượng tử cơ bản. Khi khẩu độ quan sát không gian mở rộng từ một vị trí đơn lẻ (k = 1) sang bảy vị trí (k = 7), khoảng cách vết Δ_R và thông tin Holevo χ_R tiết lộ các mối tương quan đa vị trí dai dẳng vẫn tồn tại ngay cả khi các hàm phản ứng spin đơn cục bộ biến mất. Một phát hiện trung tâm là sự đảo ngược giữa độ phức tạp của biểu diễn toán học và hiệu quả đo lường vật lý: trong khi chuỗi XX fermion tự do cho phép mô tả chính xác, gọn gàng thông qua các ma trận hiệp phương sai fermion hai điểm, các phép đo spin tích-Pauli đơn giản lại khôi phục một phần lớn hơn khả năng phân biệt có sẵn, thông tin Holevo và thông tin Fisher lượng tử (QFI) trong chuỗi XXX tương tác mạnh. Hơn nữa, các trạng thái động học được chuẩn bị cho phép chứng nhận trực tiếp các nguồn lực lượng tử đang tiến hóa, chứng minh rằng các nhiễu loạn cục bộ làm giảm vướng víu nội bộ trong khi thiết lập vướng víu năm phần thực sự trên các khối không gian.