基础院量子信息研究中心Abolfazl Bayat教授在Physical Review Letters发表论文
近日，我校基础与前沿研究院量子信息研究中心Abolfazl Bayat教授在国际著名期刊《Physical Review Letters》（《物理评论快报》）上发表题为“Measurement Quench in Many-Body Systems”的论文。国家“千人计划”青年项目入选者Abolfazl Bayat教授为论文第一作者，电子科技大学基础与前沿研究院为第一作者单位。《Physical Review Letters》是物理领域顶级国际学术期刊，2017年影响因子为 8.839。
Fig. 1:A local measurement is performed on one of the qubits of a chain prepared in its ground state. This causes a collapse to a new state and induces dynamics in the system.
文章中，Abolfazl Bayat教授与四位来自不同国家的研究人员合作，提出了使用测量及其随后的波函数坍缩作为打破量子多体系统平衡的手段的想法。在该方案中，一个由相互作用的自旋为1/2粒子（每个粒子具有两个可能性，自旋朝上或朝下）构成的量子多体系统，最初制备在平衡状态，例如最低能量本征态。系统的波函数通常非常复杂，在系统的不同部分之间存在许多量子关联，即纠缠。为了诱导非平衡动力学，如上图所示，局部测量其中一个粒子，将导致整个系统的波函数立即发生改变。这种局部测量及其随后的波函数坍缩的影响会立即影响系统的所有部分，甚至是远处的部分。因此，虽然粒子之间的相互作用保持不变，但系统不再处于平衡状态，将开始演化。之后对同一粒子的测量将提供可用于各种任务的信息。
这种用于在量子多体系统中诱导动力学的新方法，为凝聚态物理和量子技术提供了广泛的应用空间。一种应用是在多体系统上进行光谱分析以确定它们的能谱。这对于无法通过标准方法求解的系统尤其重要，例如具有横向场的长程相互作用的Ising模型，可在囚禁离子中自然实现。另一个应用是在临界系统中，人们可以展示尺度不变动力学，这种特征通常仅在零温度平衡状态下观察到。这使得研究者能够通过实验，测量一些对凝聚态物理学非常重要和有趣的临界指数。此外，文章所提出的协议允许在没有临界性的情况下，观察一类具有杂质的固态系统中的突变行为，称为Kondo模型。人们还可以通过使用局部测量后的动态演化来检测这种系统中动态生成的长度尺度，即Kondo筛选长度。
Abolfazl Bayat教授是第十三批国家“千人计划”青年项目入选者。他的主要研究方向包括凝聚态物理、量子信息、强关联多体系统，在Nature Communication, Physical Review Letter, Physical Review A, Physical Review B等国际著名期刊发表文章40余篇，被引用800余次，单篇文章引用超过94次。
论文链接：
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.030601#fulltext
