論文の概要: Unpredictability and entanglement in open quantum systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.07673v1
• Date: Mon, 14 Jun 2021 18:00:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-26 17:41:32.360124
• Title: Unpredictability and entanglement in open quantum systems
• Title（参考訳）: 開量子系における予測不可能性と絡み合い
• Authors: Javad Kazemi and Hendrik Weimer
• Abstract要約: 予測不可能性と量子絡み合いは,長期的限界においても共存可能であることを示す。 本研究では,セルオートマトン埋め込みに必要な多体相互作用を,変分量子シミュレータプラットフォーム内で効率的に実現できることを示す。
• 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 investigate dynamical many-body systems capable of universal computation, which leads to their properties being unpredictable unless the dynamics is simulated from the beginning to the end. Unpredictable behavior can be quantitatively assessed in terms of a data compression of the states occurring during the time evolution, which is closely related to their Kolmogorov complexity. We analyze a master equation embedding of classical cellular automata and demonstrate the existence of a phase transition between predictable and unpredictable behavior as a function of the random noise introduced by the embedding. We then turn to have this dynamics competing with a second process inducing quantum fluctuations and dissipatively driving the system to a highly entangled steady state. Strikingly, for intermediate strength of the quantum fluctuations, we find that both unpredictability and quantum entanglement can coexist even in the long time limit. Finally, we show that the required many-body interactions for the cellular automaton embedding can be efficiently realized within a variational quantum simulator platform based on ultracold Rydberg atoms with high fidelity.
• Abstract（参考訳）: 汎用計算が可能な動的多体系について検討し,その特性を初期から終了までのダイナミクスをシミュレートしなければ予測不可能となることを示した。 予測不可能な振る舞いは、コルモゴロフの複雑さと密接に関連している時間進化中に発生する状態のデータ圧縮の観点から定量的に評価することができる。 古典的なセルオートマトンを埋め込んだマスター方程式を解析し, 埋め込みによって生じるランダムノイズの関数として, 予測可能な動作と予測不可能な動作の相転移の存在を実証する。 次に、このダイナミクスを量子ゆらぎを誘発する第2のプロセスと競合させ、システムを高度に絡み合った定常状態へと散逸させる。 興味深いことに、量子揺らぎの中間強度については、予測不可能性と量子絡み合いは、長い時間的限界において共存可能である。 最後に, セルオートマトン埋め込みに必要な多体相互作用を, 高精度な超低温リドバーグ原子に基づく変分量子シミュレータプラットフォーム内で効率よく実現できることを示す。

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