論文の概要: Quantum Information Scrambling in Quantum Many-body Scarred Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.01777v3
- Date: Wed, 11 May 2022 12:10:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-02 05:22:55.090533
- Title: Quantum Information Scrambling in Quantum Many-body Scarred Systems
- Title（参考訳）: 量子多体スカーレッドシステムにおける量子情報スクランブル
- Authors: Dong Yuan, Shun-Yao Zhang, Yu Wang, L.-M. Duan, Dong-Ling Deng
- Abstract要約: 量子多体スカーレッドシステムにおける量子情報のスクランブルダイナミクスについて検討する。
OTOC情報とホレボ情報の両方が、スカーレッド部分空間内の初期状態のために、光円錐の内部に線形な光円錐と周期的な振動を示すことがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.413943995320887
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum many-body scarred systems host special non-thermal eigenstates that
support periodic revival dynamics and weakly break the ergodicity. Here, we
study the quantum information scrambling dynamics in quantum many-body scarred
systems, with a focus on the "PXP" model. We use the out-of-time-ordered
correlator (OTOC) and Holevo information as measures of the information
scrambling, and apply an efficient numerical method based on matrix product
operators to compute them up to 41 spins. We find that both the OTOC and Holevo
information exhibit a linear light cone and periodic oscillations inside the
light cone for initial states within the scarred subspace, which is in sharp
contrast to thermal or many-body localized systems. The periodic revivals of
OTOCs and Holevo information signify unusual breakdown of quantum chaos and are
not equivalent to the revival dynamics of state fidelity or local observables
studied in the previous literature. To explain the formation of the linear
light cone structure, we provide a perturbation-type calculation based on a
phenomenological model. In addition, we demonstrate that the OTOC and Holevo
information dynamics of the "PXP" model can be measured using the Rydberg-atom
quantum simulators with current experimental technologies, and numerically
identify the measurable signatures using experimental parameters.
- Abstract（参考訳）: 量子多体スカーレッドシステムは、周期的回復ダイナミクスをサポートし、エルゴード性を弱く破壊する特別な非熱的固有状態を持つ。
本稿では,量子多体散乱系における量子情報のスクランブルダイナミクスについて考察し,PXPモデルに着目した。
情報スクランブルの尺度として,out-of-time-ordered correlator (otoc) とholevo情報を用い,行列積演算子に基づく効率的な数値解法を適用し,最大41スピンの計算を行う。
OTOC情報とHolevo情報の両方が、光円錐の内部に線形の光円錐と周期的な振動を呈し、スカーレッド部分空間内の初期状態は、熱的または多体局在系とは対照的である。
オトックとホールボ情報の周期的復活は、量子カオスの異常な崩壊を意味し、以前の文献で研究された状態忠実性や局所観測性の復活ダイナミクスと等価ではない。
線形光円錐構造の形成を説明するために,現象論的モデルに基づく摂動型計算を提案する。
さらに,現在の実験技術を用いたRydberg-atom量子シミュレータを用いて,「PXP」モデルのOTOCおよびHolevo情報力学を計測し,実験パラメータを用いて測定可能なシグネチャを数値的に同定できることを示した。
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