論文の概要: Information Scrambling and Chaos in Open Quantum Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.13172v3
• Date: Fri, 18 Jun 2021 08:31:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-19 11:52:01.185367
• Title: Information Scrambling and Chaos in Open Quantum Systems
• Title（参考訳）: オープン量子システムにおける情報スクランブルとカオス
• Authors: Paolo Zanardi and Namit Anand
• Abstract要約: オープンバイパーティイトOTOC」は、正確に解析的な方法で扱うことができ、2つの量子チャネル間の距離が示される。 我々の分析形式は、情報スクランブルと環境デコヒーレンスから競合するエントロピー的貢献を明らかにします。 物理応用として、散逸性多体スピン鎖を数値的に研究し、競合するエントロピー効果が可積分性とカオス的状態の区別にどのように用いられるかを示す。
• 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: Out-of-time-ordered correlators (OTOCs) have been extensively used over the last few years to study information scrambling and quantum chaos in many-body systems. In this paper, we extend the formalism of the averaged bipartite OTOC of Styliaris et al [Phys. Rev. Lett. 126, 030601 (2021)] to the case of open quantum systems. The dynamics is no longer unitary but it is described by more general quantum channels (trace preserving, completely positive maps). This "open bipartite OTOC" can be treated in an exact analytical fashion and is shown to amount to a distance between two quantum channels. Moreover, our analytical form unveils competing entropic contributions from information scrambling and environmental decoherence such that the latter can obfuscate the former. To elucidate this subtle interplay we analytically study special classes of quantum channels, namely, dephasing channels, entanglement-breaking channels, and others. Finally, as a physical application we numerically study dissipative many-body spin-chains and show how the competing entropic effects can be used to differentiate between integrable and chaotic regimes.
• Abstract（参考訳）: オフ・オブ・タイム・オーダード・コリエーター(otoc)は、多体系における情報スクランブルと量子カオスの研究にここ数年にわたって広く用いられてきた。 本稿では,Styliaris et al [Phys. Rev. Lett. 126, 030601 (2021)] の平均二分項OTOCの定式化を,オープン量子系の場合にまで拡張する。 ダイナミクスはもはやユニタリではないが、より一般的な量子チャネルによって記述される(トレース保存、完全正の写像)。 この「オープンバイパートイトOTOC」は、正確に解析的な方法で扱うことができ、2つの量子チャネル間の距離が示される。 さらに,情報スクランブルと環境デコヒーレンスとの競合によるエントロピー的貢献により,後者が前者を難読化できることを示す。 この微妙な相互作用を解明するために、我々は量子チャネルの特別なクラス、すなわちデフォーカスチャネル、絡み合うチャネルなどを分析する。 最後に、物理応用として散逸多体スピンチェーンを数値的に研究し、競合するエントロピー効果が可積分状態とカオス状態の区別にどのように役立つかを示す。

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