Measurement-Induced Phases of Matter Require Feedback
Measurement-Induced Phases of Matter Require Feedback
复制标题
测量引起的物质相需要反馈
DOI：
10.1103/prxquantum.4.040309
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
9.7
通讯作者：
R. Nandkishore
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
A. J. Friedman;Oliver Hart;R. Nandkishore
我们在结合混沌时间演化和射影测量的混合量子动力学中探索物质的普遍性和相。我们基于stinspring定理开发了测量的统一表示，我们关键地识别了系统和测量仪器的时间演变，为混合动力学提供了显着的技术优势和概念洞察力。我们首次在测量存在的情况下诊断光谱特性，以及标准的，实验可处理的相结构探针，发现由于没有反馈的测量而没有非平凡的影响。我们还确定，密度矩阵中的非线性既不充分也不必要看到过渡，而是确定测量结果的利用（即“反馈”）作为关键因素。在回顾了物质相的定义之后，我们确定了自适应混合动力学中的非平凡顺序-其中测量结果决定了未来的统一门-在自适应量子East模型中发现了真正的测量诱导的吸收态相变。一般来说，我们发现只有具有主动反馈且没有连续对称性的确定性约束haar随机动力学才能实现真正的、测量诱导的物质相。
We explore universality and phases of matter in hybrid quantum dynamics combining chaotic time evolution and projective measurements. We develop a unitary representation of measurements based on the Stinespring Theorem, which we crucially identify with the time evolution of the system and measurement apparatus, affording significant technical advantages and conceptual insight into hybrid dynamics. We diagnose spectral properties in the presence of measurements for the first time, along with standard, experimentally tractable probes of phase structure, finding no nontrivial effects due to measurements in the absence of feedback. We also establish that nonlinearity in the density matrix is neither sufficient nor necessary to see a transition, and instead identify utilization of the measurement outcomes (i.e., ``feedback'') as the crucial ingredient. After reviewing the definition of a phase of matter, we identify nontrivial orders in adaptive hybrid dynamics -- in which measurement outcomes determine future unitary gates -- finding a genuine measurement-induced absorbing-state phase transition in an adaptive quantum East model. In general, we find that only deterministic and constrained Haar-random dynamics with active feedback and without continuous symmetries can realize genuine, measurement-induced phases of matter.
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