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理解多体系统纠缠增长的两种机制：构建和移动

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张春悦, 李自翔, 张士欣. 2026: 理解多体系统纠缠增长的两种机制：构建和移动, 物理, 55(9): 676-678. doi: 10.7693/wl20260910
引用本文: 张春悦, 李自翔, 张士欣. 2026: 理解多体系统纠缠增长的两种机制：构建和移动, 物理, 55(9): 676-678. doi: 10.7693/wl20260910
shu
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shu

理解多体系统纠缠增长的两种机制：构建和移动

  • 1 中国科学院物理研究所 北京凝聚态物理国家研究中心 北京 100190;

  • 2 中国科学院大学物理学院 北京 100049

    • 通讯作者: 李自翔,email:zixiangli@iphy.ac.cn;  张士欣,email:shixinzhang@iphy.ac.cn
    Corresponding authors: ; 

  • 摘要: 量子纠缠不仅是量子物理区别于经典物理的核心特征，也是量子信息与量子计算领域的基石，在非平衡量子多体动力学的研究中，它也是一个关键“探针”。理论上，物理学家通常利用“纠缠熵”来精确度量纯态复合系统中两个子系统之间的纠缠强度。
    探索纠缠在非平衡动力学中的时间演化，是近年来量子多体物理领域的一大热点。长期以来，该领域形成了一个标准的研究范式：将系统初始化为毫无纠缠的“直积态”，进而观察纠缠熵如何随时间“从零开始”增长。这一传统范式硕果累累，帮助人们清晰地界定了不同量子系统的动力学特征。在热化系统和通用的随机量子线路(random quantum circuit，RQC)中，纠缠会随时间呈现迅速的线性增长，并在接近最大值处饱和。而在多体局域化(many-body localized，MBL)系统中，纠缠的增长则慢得多，大致上只随时间呈对数增长，并且在较低的值就饱和了。在其他诸如可积系统或安德森局域化(Anderson localized，AL)系统中，纠缠动力学也呈现出各自的特点，前者的纠缠不会饱和到热化时那么高的值，而后者的纠缠压根不怎么增长。
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  • Nielsen M A，Chuang I L. Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge：Cambridge University Press，2010
    Horodecki R，Horodecki P，Horodecki M et al. Rev. Mod. Phys.， 2009，81：865
    Fisher M P，Khemani V，Nahum A et al. Annu. Rev. Condens. Matter Phys.，2023，14：335
    Eisert J，Cramer M，Plenio M B. Rev. Mod. Phys.，2010，82：277
    Nishioka T. Rev. Mod. Phys.，2018，90：035007
    Zhang C Y，Li Z X，Zhang S X. Phys. Rev. Lett.，2026，137： 020404
    Zhang C Y，Zhang S X，Li Z X. 2026，arXiv：2601.01327
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出版历程
  • 收稿日期:  2026-07-16

理解多体系统纠缠增长的两种机制：构建和移动

    通讯作者: 李自翔,email:zixiangli@iphy.ac.cn; 
    通讯作者: 张士欣,email:shixinzhang@iphy.ac.cn
  • 1 中国科学院物理研究所 北京凝聚态物理国家研究中心 北京 100190;
  • 2 中国科学院大学物理学院 北京 100049
  • 收稿日期:  2026-07-16

摘要: 量子纠缠不仅是量子物理区别于经典物理的核心特征，也是量子信息与量子计算领域的基石，在非平衡量子多体动力学的研究中，它也是一个关键“探针”。理论上，物理学家通常利用“纠缠熵”来精确度量纯态复合系统中两个子系统之间的纠缠强度。
探索纠缠在非平衡动力学中的时间演化，是近年来量子多体物理领域的一大热点。长期以来，该领域形成了一个标准的研究范式：将系统初始化为毫无纠缠的“直积态”，进而观察纠缠熵如何随时间“从零开始”增长。这一传统范式硕果累累，帮助人们清晰地界定了不同量子系统的动力学特征。在热化系统和通用的随机量子线路(random quantum circuit，RQC)中，纠缠会随时间呈现迅速的线性增长，并在接近最大值处饱和。而在多体局域化(many-body localized，MBL)系统中，纠缠的增长则慢得多，大致上只随时间呈对数增长，并且在较低的值就饱和了。在其他诸如可积系统或安德森局域化(Anderson localized，AL)系统中，纠缠动力学也呈现出各自的特点，前者的纠缠不会饱和到热化时那么高的值，而后者的纠缠压根不怎么增长。

English Abstract

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