論文の概要: Response of quantum spin networks to attacks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.10474v2
- Date: Thu, 8 Apr 2021 07:28:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-20 06:05:45.291961
- Title: Response of quantum spin networks to attacks
- Title（参考訳）: 量子スピンネットワークの攻撃に対する応答
- Authors: Bhuvanesh Sundar, Mattia Walschaers, Valentina Parigi, Lincoln D. Carr
- Abstract要約: インプリントしたネットワーク上で定義されたスピンモデルの基底状態について検討する。
複雑なスピンネットワークは、プロジェクティブな計測攻撃に対してより堅牢ではない。
スピンネットワークのデコヒーレンスとアタックに対する応答を理解することは、オープン量子系の物理を理解するための応用となるだろう。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigate the ground states of spin models defined on networks that we
imprint (e.g. non-complex random networks like Erdos-Renyi or complex networks
like Watts-Strogatz, and Barabasi-Albert), and their response to decohering
processes which we model with network attacks. We quantify the complexity of
these ground states, and their response to the attacks, by calculating
distributions of network measures of an emergent network whose link weights are
the pairwise mutual information between spins. We focus on attacks which
projectively measure spins. We find that the emergent networks in the ground
state do not satisfy the usual criteria for complexity, and their average
properties are captured well by a single dimensionless parameter in the
Hamiltonian. While the response of classical networks to attacks is
well-studied, where classical complex networks are known to be more robust to
random attacks than random networks, we find counterintuitive results for our
quantum networks. We find that the ground states for Hamiltonians defined on
different classes of imprinted networks respond similarly to all our attacks,
and the attacks rescale the average properties of the emergent network by a
constant factor. Mean field theory explains these results for relatively dense
networks, but we also find the simple rescaling behavior away from the regime
of validity of mean field theory. Our calculations indicate that complex spin
networks are not more robust to projective measurement attacks, and presumably
also other quantum attacks, than non-complex spin networks, in contrast to the
classical case. Understanding the response of the spin networks to decoherence
and attacks will have applications in understanding the physics of open quantum
systems, and in designing robust complex quantum systems, possibly even a
robust quantum Internet in the long run, that is maximally resistant to
decoherence.
- Abstract（参考訳）: 我々は,我々が入力するネットワーク(例えば,erdos-renyi や watts-strogatz や barabasi-albert のような複雑なネットワークなど)上で定義されるスピンモデルの基底状態と,ネットワーク攻撃でモデル化したデコヒーレンシングプロセスに対する応答について検討する。
スピン間の相互情報の相互結合重みを持つ創発的ネットワークのネットワーク測度分布を計算することにより,これらの基底状態の複雑さと攻撃に対する応答を定量化する。
我々はスピンを投影的に測定する攻撃に焦点を当てる。
基底状態における創発的ネットワークは、通常の複雑性の基準を満たしておらず、その平均特性はハミルトニアンにおける1次元のパラメータによってうまく捉えられている。
古典的な複雑なネットワークはランダムなネットワークよりもランダムな攻撃に強固であることが知られているが、量子ネットワークの直観に反する結果が得られている。
異なる階層のインプリントネットワーク上で定義されるハミルトニアンの基底状態は、我々の攻撃と同様に反応し、攻撃は創発的ネットワークの平均特性を一定の係数で再スケールする。
平均場理論は、これらの結果を比較的高密度なネットワークに対して説明するが、平均場理論の妥当性の条件から、単純な再スケーリングの挙動も見出す。
我々の計算は、複雑なスピンネットワークは、古典的な場合とは対照的に、射影的測定攻撃や、おそらく他の量子攻撃に対してより頑健ではないことを示している。
スピンネットワークのデコヒーレンスとアタックに対する応答を理解することは、オープン量子システムの物理学の理解や、デコヒーレンスに最大の耐性を持つ、長期的には堅牢な量子インターネットでさえも、堅牢な複雑な量子システムの設計に応用できるだろう。
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