Batas Lieb-Robinson menggambarkan bagaimana efek disebarkan melalui sistem karena Hamiltonian lokal. Mereka sering digambarkan dalam bentuk
mana dan adalah operator yang dipisahkan oleh jarak pada kisi di mana Hamiltonian memiliki lokal (misalnya tetangga terdekat) interaksi pada kisi itu, dibatasi oleh beberapa kekuatan . The bukti dari Lieb Robinson terikat biasanya menunjukkan adanya kecepatan (yang tergantung pada ). Ini sering sangat berguna untuk membatasi properti dalam sistem ini. Sebagai contoh, ada beberapa hasil yang sangat bagus di sini
Masalah yang saya punya adalah bahwa bukti-bukti yang cukup generik yang sulit untuk mendapatkan nilai yang ketat pada apa kecepatan sebenarnya adalah untuk setiap sistem yang diberikan.
Untuk lebih spesifik, bayangkan rantai qubit satu dimensi ditambah dengan Hamiltonian
mana untuk semua . Di sini , Y_n dan Z_n mewakili operator Pauli yang diterapkan ke qubit n yang diberikan , dan \ mathbb {I} di tempat lain. Bisakah Anda memberikan batas atas yang baik (yaitu sekencang mungkin) untuk kecepatan Lieb-Robinson v untuk sistem dalam Persamaan. (1)
Pertanyaan ini dapat ditanyakan dengan dua asumsi berbeda:
- The dan semua tetap dalam waktu
- The dan diperbolehkan untuk bervariasi dalam waktu.
Yang pertama adalah asumsi yang lebih kuat yang dapat membuat bukti lebih mudah, sedangkan yang terakhir biasanya dimasukkan dalam pernyataan batas Lieb-Robinson.
Motivasi
Komputasi kuantum, dan informasi kuantum yang lebih umum, muncul untuk membuat keadaan kuantum yang menarik. Melalui karya-karya seperti ini , kita melihat bahwa informasi membutuhkan sejumlah waktu untuk menyebar dari satu tempat ke tempat lain dalam sistem kuantum yang mengalami evolusi karena orang Hamilton seperti Persamaan. (1), dan status kuantum, seperti status GHZ, atau status dengan urutan topologi, membutuhkan waktu tertentu untuk diproduksi. Apa yang ditunjukkan oleh hasil saat ini adalah relasi penskalaan, misalnya waktu yang diperlukan adalah .
Jadi, katakanlah saya datang dengan skema yang tidak mentransfer informasi, atau menghasilkan GHZ negara dll dengan cara yang skala linear di . Seberapa baik skema itu sebenarnya? Jika saya memiliki kecepatan eksplisit, saya dapat melihat seberapa dekat koefisien penskalaan dalam skema saya dibandingkan dengan batas bawah.
Jika saya berpikir bahwa suatu hari yang ingin saya lihat adalah protokol yang diterapkan di lab, maka saya sangat peduli untuk mengoptimalkan koefisien penskalaan ini, bukan hanya fungsi penskalaan yang luas, karena semakin cepat saya dapat mengimplementasikan protokol, semakin sedikit kesempatan di sana. adalah untuk kebisingan datang dan mengacaukan semuanya.
Informasi lebih lanjut
Ada beberapa fitur bagus dari Hamiltonian ini yang saya anggap membuat perhitungan lebih mudah. Secara khusus, Hamiltonian memiliki struktur ruang bagian berdasarkan jumlah 1s dalam standar dasar (dikatakan mempertahankan eksitasi) dan, lebih baik lagi, transformasi Jordan-Wigner menunjukkan bahwa semua sifat dari ruang bagian eksitasi yang lebih tinggi dapat diturunkan. dari subruang 1-eksitasi.h = N ∑ n = 1 B n | n ⟩ ⟨ n | + N - 1 Σ n = 1 J n ( | n ⟩ ⟨ n + 1 | + | n + 1 ⟩ ⟨ n | ) . v = 2 J 2 J, di mana
Ada beberapa bukti bahwa kecepatan Lieb-Robinson adalah , seperti di sini dan di sini , tetapi ini semua menggunakan rantai yang mendekati gabungan, yang memiliki kecepatan grup (dan saya berasumsi bahwa kecepatan grup terkait erat dengan Kecepatan Lieb-Robinson). Itu tidak membuktikan bahwa semua pilihan kekuatan kopling yang memungkinkan memiliki kecepatan yang sangat dibatasi.
Saya dapat menambahkan sedikit lebih jauh pada motivasi. Pertimbangkan evolusi waktu dari satu eksitasi tunggal yang dimulai pada satu ujung rantai, , dan berapa amplitudo untuk tiba di ujung rantai yang lain , waktu yang singkat nanti. Untuk urutan pertama dalam , ini adalah
Anda dapat melihat fungsionalitas eksponensial yang Anda harapkan berada di luar 'kerucut cahaya' yang ditentukan oleh sistem Lieb-Robinson, tetapi yang lebih penting, jika Anda ingin memaksimalkan amplitudo itu, Anda akan mengatur semua