[论文解读] Dynamical entanglement percolation with spatially correlated disorder

Lorenzo Cirigliano, Valentina Brosco+4 more|arXiv (Cornell University)|Jan 9, 2026

Quantum many-body systems被引用 0

一句话总结

论文研究了在具有空间相关无序的量子比特网络中纠缠的传播，揭示了通过两颜色相关键连接（bond）渗透模型在数值分析和平均场理论下的非标准渗透现象与滞后。

ABSTRACT

The distribution of entanglement between the nodes of a quantum network plays a fundamental role in quantum information applications. In this work, we investigate the dynamics of a network of qubits where each edge corresponds to an independent two-qubit interaction. By applying tools from percolation theory, we study how entanglement dynamically spreads across the network. We show that the interplay between unitary evolution and spatially correlated disorder leads to a non-standard percolation phenomenology, significantly richer than uniform bond percolation and featuring hysteresis. A two-colour correlated bond percolation model, whose phase diagram is determined via numerical simulations and a mean-field theory, fully elucidates the physics behind this phenomenon.

研究动机与目标

• 理解在具有边缘特定相互作用的量子比特网络中纠缠的传播方式。
• 研究空间相关无序对纠缠扩展的影响。
• 表征系统中的非标准渗透行为与滞后。
• 开发并验证用于描述该现象的两颜色相关键连接渗透框架。

提出的方法

• 建模一个每条边承载独立的两量子比特相互作用的量子网络。
• 应用渗透理论分析动态纠缠的扩散。
• 使用数值仿真确定两颜色相关键连接渗透模型的相图。
• 采用平均场理论阐明观测现象的潜在物理机制。
• 比较单位演化与无序效应以揭示非标准渗透特征。

实验结果

研究问题

• RQ1 空间相关无序如何影响量子比特网络中纠缠的动态传播？
• RQ2 在存在相关性时，除了均匀键连接渗透之外，会出现哪些非标准渗透现象？
• RQ3 两颜色相关键连接渗透模型是否能捕捉观测到的动力学和滞后？
• RQ4 在这种相关无序下，纠缠传播的相图是什么？
• RQ5 数值结果与平均场理论预测如何一致？

主要发现

• 纠缠动力学呈现比均匀键连接渗透更丰富的渗透表象。
• 空间相关无序在纠缠扩展过程中引发滞后。
• 两颜色相关键连接渗透模型捕捉到关键物理与相行为。
• 数值仿真描绘了系统的相图。
• 平均场理论提供了与数值结果相符的定性与定量框架。