[论文解读] Entanglement Spreading and Generalized Hydrodynamics

Vincenzo Alba, Bruno Bertini+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 1, 2019

Quantum many-body systems被引用 1

一句话总结

本文将准粒子图像与广义流体力学相结合，解析预测了在可积模型中两段导线突然连接后纠缠熵的动力学。研究发现，界面处的纠缠速率仅取决于局部界面物理，与热力学熵交换速率不同，这与自由系统或均匀系统中两者速率相同的情况形成对比。

ABSTRACT

We investigate the dynamics of bipartite entanglement after the sudden junction of two leads in interacting integrable models. By combining the quasiparticle picture for the entanglement spreading with Generalised Hydrodynamics we derive an analytical prediction for the dynamics of the entanglement entropy between a finite subsystem and the rest. We find that the entanglement rate between the two leads depends only on the physics at the interface and differs from the rate of exchange of thermodynamic entropy. This contrasts with the behaviour in free or homogeneous interacting integrable systems, where the two rates coincide.

研究动机与目标

• 理解在突然淬火后可积量子系统中纠缠动力学，特别是两段导线的连接过程。
• 识别在界面处存在局域相互作用的非平衡设置中，纠缠如何传播。
• 确定界面处的纠缠速率是否不同于热力学熵交换速率。
• 建立一个结合准粒子图像与广义流体力学的理论框架，用于描述纠缠演化。

提出的方法

• 使用准粒子图像，将纠缠传播建模为从界面发射的准粒子对的传播。
• 应用广义流体力学，描述可积系统中局部可观测量的非平衡演化。
• 利用界面特异的准粒子发射速率，计算有限子系统中纠缠熵的时间演化。
• 推导出纠缠熵关于时间和系统参数的解析表达式。
• 将所得纠缠速率与热力学熵交换速率进行比较，突出其对界面物理的不同依赖性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在可积模型中，两段导线突然连接后，纠缠熵如何随时间演化？
• RQ2 界面处纠缠传播速率由什么决定，其与局域准粒子发射之间有何关系？
• RQ3 界面处的纠缠速率是否不同于热力学熵交换速率？
• RQ4 广义流体力学与准粒子图像能否准确预测非均匀、非平衡设置中的纠缠动力学？

主要发现

• 界面处的纠缠速率仅取决于界面处的局部物理，与导线本体性质无关。
• 纠缠速率与热力学熵交换速率存在根本性差异，这一区别在自由系统或均匀相互作用系统中并不存在。
• 通过结合准粒子图像与广义流体力学，推导出纠缠熵动力学的解析预测。
• 该模型表明，纠缠传播由界面特异的准粒子发射主导，导致其速率非普遍，且与本体输运性质无关。
• 结果表明，在非平衡连接结构中，纠缠与热力学熵流之间的普遍关系发生破坏。