(15)糾纏熵面積律 MPO簡述

2021-10-12 04:48:14 字數 3425 閱讀 6712

由mps的正交形式:

容易看出,其奇異譜 λ

\lambda

λ 的維數等於輔助指標的維數; 同時,由於mps的歸一化條件, 有| λ∣=

1\lambda \mid=1

λ∣=1

。易證, 設奇異譜維數dim (λ)

=χ,(\lambda)=\chi,

(λ)=χ,

當 λ=[1

χ,1χ

,…,1

χ]\lambda=\left[\frac}, \frac}, \ldots, \frac}\right]

λ=[χ​1

​,χ​

1​,…

,χ​1

​]時:糾纏熵 s=−

∑k=0

χ−1λ

2ln⁡λ

2s=-\sum_^ \lambda^ \ln \lambda^

s=−∑k=

0χ−1

​λ2ln

λ2達到極大值

因此,給定mps輔助指標維數後,其能容納的糾纏熵的上限為

s =−

∑k=0

χ−11

χln⁡1

χ=ln⁡

χs=-\sum_^ \frac \ln \frac=\ln \chi

s=−k=0

∑χ−1

​χ1​

lnχ1​

=lnχ注:s=−

∑k=0

χ−11

χln⁡1

χ=−(

1χln⁡

1χ+1

χln⁡1

χ+..

.+1χ

ln⁡1χ

)=−(

χ−1+

1)1χ

ln⁡1χ

=−ln⁡

1χ=ln

⁡χs=-\sum_^ \frac \ln \frac\\ =-(\frac \ln \frac +\frac \ln \frac +...+\frac \ln \frac)\\=-(\chi-1+1)\frac \ln \frac\\=-\ln \frac\\=\ln \chi

s=−∑k=

0χ−1

​χ1​

lnχ1​

=−(χ

1​lnχ

1​+χ

1​lnχ

1​+.

..+χ

1​lnχ

1​)=

−(χ−

1+1)

χ1​ln

χ1​=

−lnχ1

​=lnχ

可見,在任意一處剪斷mps進行二分後

兩部分之間的糾纏熵大小與各部分包含的格點個數 (即體積大小) 無關,僅與邊界處輔助指標的維數有關

定義糾纏熵的面積定律(area law of entanglement entropy) : 對於d 維格點系統的量子態, 將體系二分後, 兩部分之間的糾纏熵滿足

s ∼o

(ld−

1)s \sim o\left(l^\right)

s∼o(ld

−1)其中l

ll代表空間尺度(length scale )

。) 。

)。推論:mps滿足一維量子態的糾纏熵面積定律

證明:對於mps態, s=ln

⁡χ=ln

⁡χl0

,\quad s=\ln \chi=\ln \chi l^,

s=lnχ=ln

χl0,

證畢對於一般的張量網路態,二分糾纏熵的上限一般是由穿過邊界的輔助指標總維數決定的(注:需選取穿過的輔助指標個數最小的邊界進行二分)

規律:對於一般的張量網路態糾纏熵的上限s∼n

ln⁡χs \sim n\ln

s∼nlnχ(χ

\chi

χ為幾何指標的維數)

如果要構建滿足二維糾纏熵面積定律的張量網路態,需要相應地改變網路結構

例:定義在二維張量網路上的投影糾纏對態(projected-entangled pair state, peps)

給定peps的子區域,體積滿足 o(l

2),o\left(l^\right),

o(l2),

穿 過邊界的指標個數滿足 o(l

1),o\left(l^\right),

o(l1),

易得, peps滿足二維糾纏熵面積定律。

但一般而言,peps的計算複雜度遠高於mps,主要原因是peps的網路結構中包含大量的「圈" (loop) ,我們將在之後討論peps的相關演算法。

:判斷需要乙個什麼樣的張量網路態來近似基態

嚴格收縮乙個張量網路代價是根據圈的個數指數增加的

除基態外,tebd演算法可被用於計算一維格點模型的熱力學性質,被稱為線性張量重整化群演算法(linearized tensor renormalization group,ltrg)

演算法思路:直接以mpo的形式,計算有限溫度密度算符

注:裁剪的時候運用純化知識。

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