論文の概要: Decoherence scaling transition in the dynamics of quantum information scrambling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.12361v2
• Date: Fri, 18 Jun 2021 19:48:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-18 12:12:43.243659
• Title: Decoherence scaling transition in the dynamics of quantum information scrambling
• Title（参考訳）: 量子情報スクランブルのダイナミクスにおけるデコヒーレンススケーリング遷移
• Authors: Federico D. Dominguez, Maria Cristina Rodriguez, Robin Kaiser, Dieter Suter, Gonzalo A. Alvarez
• Abstract要約: 制御されたハミルトン進化の感度を、標的となる進化からシステムを遠ざける摂動に定量化する。 量子情報の制御力学のレジリエントな量子特性は、大規模量子システムの信頼性の高い制御に期待できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Reliable processing of quantum information for developing quantum technologies requires precise control of out-of-equilibrium many-bodysystems. This is a highly challenging task as the fragility of quantum states to external perturbations increases with the system-size. Here, we report on a series of experimental quantum simulations that quantify the sensitivity of a controlled Hamiltonian evolution to perturbations that drive the system away from the targeted evolution. Based on out-of-time ordered correlations, we demonstrate that the decay-rate of the process fidelity increases with the effective number $K$ of correlated qubits as $K^{\alpha}$. As a function of the perturbation strength, we observe a decoherence scaling transition of the exponent $\alpha$ between two distinct dynamical regimes. In the limiting case below the critical perturbation strength, the exponent $\alpha$ drops sharply below 1, and there is no inherent limit to the number of qubits that can be controlled. This resilient quantum feature of the controlled dynamics of quantum information is promising for reliable control of large quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 量子技術開発のための信頼性の高い量子情報の処理には、平衡外多体系の精密な制御が必要である。 これは、外部摂動に対する量子状態のフレギリティがシステムサイズとともに増加するため、非常に難しい課題である。 本稿では,制御されたハミルトニアン進化の感度を,対象とする進化からシステムを遠ざける摂動まで定量化する一連の実験量子シミュレーションについて報告する。 時間外順序相関に基づき、プロセス忠実性の減衰率は、相関量子ビットの有効数 $k$ で$k^{\alpha}$ で増加することを実証する。 摂動強度の関数として、2つの異なる動的レジーム間の指数$\alpha$のデコヒーレンススケーリング遷移を観察する。 臨界摂動強度以下の極限の場合、指数 $\alpha$ は 1 以下で急降下し、制御可能な量子ビットの数に固有の制限はない。 量子情報の制御ダイナミクスのこの弾力性量子特性は、大きな量子システムの信頼できる制御に有望である。

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