論文の概要: Quantum coherence as a signature of chaos
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.02760v3
- Date: Fri, 18 Jun 2021 08:41:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-03 11:30:56.431974
- Title: Quantum coherence as a signature of chaos
- Title（参考訳）: カオスのシグネチャとしての量子コヒーレンス
- Authors: Namit Anand, Georgios Styliaris, Meenu Kumari, and Paolo Zanardi
- Abstract要約: 量子コヒーレンスと量子カオスの間の関係を量子状態と量子チャネルという2つの異なるレベルで定量化する。
カオス-vs.積分可能な固有状態のコヒーレンスを数値的に研究し、ランダム行列理論とよく一致していることを示す。
- 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: We establish a rigorous connection between quantum coherence and quantum
chaos by employing coherence measures originating from the resource theory
framework as a diagnostic tool for quantum chaos. We quantify this connection
at two different levels: quantum states and quantum channels. At the level of
states, we show how several well-studied quantifiers of chaos are, in fact,
quantum coherence measures in disguise (or closely related to them). We further
this connection for all quantum coherence measures by using tools from
majorization theory. Then, we numerically study the coherence of
chaotic-vs-integrable eigenstates and find excellent agreement with random
matrix theory in the bulk of the spectrum. At the level of channels, we show
that the coherence-generating power (CGP) -- a measure of how much coherence a
dynamical process generates on average -- emerges as a subpart of the
out-of-time-ordered correlator (OTOC), a measure of information scrambling in
many-body systems. Via numerical simulations of the (nonintegrable)
transverse-field Ising model, we show that the OTOC and CGP capture quantum
recurrences in quantitatively the same way. Moreover, using random matrix
theory, we analytically characterize the CGP-OTOC connection for the Haar and
Gaussian ensembles. In closing, we remark on how our coherence-based signatures
of chaos relate to other diagnostics, namely the Loschmidt echo, OTOC, and the
Spectral Form Factor.
- Abstract（参考訳）: 量子カオスの診断ツールとして,資源理論に基づくコヒーレンス測度を用いることで,量子コヒーレンスと量子カオスの厳密な関係を確立する。
この接続を量子状態と量子チャネルという2つの異なるレベルで定量化する。
状態のレベルでは、カオスのよく研究された数種類の量子化器が実際に量子コヒーレンス測度がいかに変装(あるいはそれらと密接に関連しているかを示す。
我々は、すべての量子コヒーレンス測度に対するこの接続を、メジャー化理論のツールを用いてさらに拡張する。
次に,カオス-vs-可積分固有状態のコヒーレンスを数値的に研究し,スペクトルのバルクにおけるランダム行列理論との良好な一致を見出した。
チャネルのレベルでは、動的プロセスが平均的にどれだけのコヒーレンスを生成するかの尺度であるコヒーレンス生成力(CGP)が、多くの身体システムで混在する情報の尺度であるアウト・オブ・タイム・オーダード・コレレータ(OTOC)のサブ部として現れることを示す。
積分不可能な)逆場イジングモデルの数値シミュレーションにより,OTOCとCGPが定量的に同じ方法で量子再帰を捉えることを示した。
さらに,ランダム行列理論を用いて,haar と gaussian の cgp-otoc 接続を解析的に特徴付ける。
最後に、カオスのコヒーレンスに基づくシグネチャが、loschmidt echo、otoc、spectral form factorといった他の診断とどのように関係しているかを述べます。
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