Оценки Либа-Робинсона описывают, как эффекты распространяются через систему благодаря локальному гамильтониану. Они часто описываются в виде
где и - операторы, разделенные расстоянием на решетке, где гамильтониан имеют локальные (например , ближайшие сосед) взаимодействия на этой решетке, ограниченные некоторой силой . В доказательство этого Lieb Робинсон связаны обычно показывают существование скорости (которая зависит от ). Это часто очень полезно для ограничения свойств в этих системах. Например, были некоторые действительно хорошие результаты здесь
Проблема , что у меня было в том , что доказательства являются достаточно общими , что трудно получить плотное значение на то , что на самом деле скорость является для любой данной системы.
Чтобы быть точным, представьте одномерную цепочку кубитов, связанных гамильтонианом
где для всех . Здесь , и представляют оператор Паули, применяемый к данному кубиту , и везде. Можете ли вы дать хорошую (то есть как можно более точную) верхнюю оценку скорости Либа-Робинсона для системы в формуле. (1)?
Этот вопрос можно задать при двух разных предположениях:
- и все фиксированные во времени
- и могут изменяться во времени.
Первое является более сильным предположением, которое может упростить доказательства, а второе обычно включается в формулировку границ Либа-Робинсона.
мотивация
Квантовые вычисления и, в более общем смысле, квантовая информация сводятся к созданию интересных квантовых состояний. Через таких работ, как это , мы видим , что информация занимает определенное количество времени , чтобы распространяться от одного места к другому в квантовой системе , подвергающейся эволюцию благодаря гамильтоново , например, в формуле. (1), и что квантовые состояния, такие как состояния GHZ, или состояния с топологическим порядком, производят определенное количество времени. В настоящее время результат показывает соотношение масштабирования, например, требуемое время .
Итак, давайте говорить , что я придумал схему , которая делает передачу информации, или производит GHZ состояния и т.д. таким образом , что весы линейно в . Насколько хороша эта схема на самом деле? Если у меня есть явная скорость, я могу видеть, насколько точно соответствует коэффициент масштабирования в моей схеме по сравнению с нижней границей.
Если я думаю, что однажды мне захочется увидеть протокол, реализованный в лаборатории, я очень заинтересован в оптимизации этих коэффициентов масштабирования, а не только в широкой функциональности масштабирования, потому что чем быстрее я смогу реализовать протокол, тем меньше у него шансов. для шума, чтобы прийти и испортить все.
Дальнейшая информация
В этом гамильтониане есть несколько приятных особенностей, которые, как я полагаю, упрощают вычисления. В частности, гамильтониан имеет подпространственную структуру, основанную на числе 1 в стандартном базисе (она называется сохраняющей возбуждение), и, что еще лучше, преобразование Джордана-Вигнера показывает, что все свойства высших подпространств возбуждения могут быть получены из подпространства 1-возбуждения.h = N ∑ n = 1 B n | п ⟩ ⟨ п | + Н - 1 Σ п = 1 J п ( | п ⟩ ⟨ п + 1 | + | п + 1 ⟩ ⟨ п | ) . v = 2 Дж 2 Джгде
Есть некоторые доказательства того, что скорость Либа-Робинсона равна , как, например, здесь и здесь , но все они используют цепочку, близкую к равномерно связанной, которая имеет групповую скорость (и я предполагаю, что групповая скорость тесно связана с Скорость Либа-Робинсона). Это не доказывает, что все возможные варианты силы сцепления имеют ограниченную скорость.
Я могу добавить немного больше к мотивации. Рассмотрим временную эволюцию одиночного возбуждения, начинающегося на одном конце цепочки, , и какова его амплитуда для прибытия на другой конец цепочки , через некоторое время . Для первого порядка в это
Вы можете видеть экспоненциальную функциональность, которая, как вы ожидаете, находится за пределами «светового конуса», определенного системой Либа-Робинсона, но, что более важно, если вы хотите максимизировать эту амплитуду, вы установите все