論文の概要: Unitary Evolutions Sourced By Interacting Quantum Memories: Closed Quantum Systems Directing Themselves Using Their State Histories

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.05583v3
• Date: Fri, 5 May 2023 07:48:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-08 17:59:03.784558
• Title: Unitary Evolutions Sourced By Interacting Quantum Memories: Closed Quantum Systems Directing Themselves Using Their State Histories
• Title（参考訳）: 量子記憶の相互作用によって引き起こされるユニタリ進化:状態履歴を用いた閉量子系
• Authors: Alireza Tavanfar, Aliasghar Parvizi, Marco Pezzutto
• Abstract要約: システムの内部相互作用と一元的時間進化の源泉となるために,システムの記憶の瞬間的選択が相互作用することを示す。 この種の閉じたシステムでは、ユニタリ進化作用素は、系の経験から作り直され、すなわちその量子状態履歴によって、瞬間的に更新される。
• 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 propose, formulate and examine novel quantum systems and behavioral phases in which momentary choices of the system's memories interact in order to source the internal interactions and unitary time evolutions of the system. In a closed system of the kind, the unitary evolution operator is updated, moment by moment, by being remade out of the system's `experience', that is, its quantum state history. The `Quantum Memory Made' Hamiltonians (QMM-Hs) which generate these unitary evolutions are Hermitian nonlocal-in-time operators composed of arbitrarily-chosen past-until-present density operators of the closed system or its arbitrary subsystems. The time evolutions of the kind are described by novel nonlocal nonlinear von Neumann and Schr\"odinger equations. We establish that nontrivial Purely-QMM unitary evolutions are `Robustly Non-Markovian', meaning that the maximum temporal distances between the chosen quantum memories must exceed finite lower bounds which are set by the interaction couplings. After general formulation and considerations, we focus on the sufficiently-involved task of obtaining and classifying behavioral phases of one-qubit pure-state evolutions generated by first-to-third order polynomial QMM-Hs made out of one, two and three quantum memories. The behavioral attractors resulted from QMM-Hs are characterized and classified using QMM two-point-function observables as the natural probes, upon combining analytical methods with extensive numerical analyses. The QMM phase diagrams are shown to be outstandingly rich, having diverse classes of unprecedented unitary evolutions with physically remarkable behaviors. Moreover, we show that QMM interactions cause novel purely-internal dynamical phase transitions. Finally, we suggest independent fundamental and applied domains where the proposed `Experience Centric' Unitary Evolutions can be applied natuarlly and advantageously.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,システムの内部相互作用とユニタリ時間進化の源泉となるために,システムの記憶の瞬間的選択が相互作用する新しい量子系と行動相を定式化し,検証する。 この種の閉じたシステムでは、ユニタリ進化演算子は、システムの'経験'、すなわち量子状態履歴から再作成され、瞬間的に更新される。 これらのユニタリ進化を生成する 'Quantum Memory Made' Hamiltonian (QMM-Hs) は、閉系またはその任意の部分系の任意の非局所時間作用素である。 この種の時間進化は、新しい非局所非線形フォン・ノイマン方程式とシュリンガー方程式によって記述される。 非自明な純粋qmmユニタリ進化は「ロバスト的に非マルコフ的」であり、選択された量子記憶の間の最大時間距離は相互作用結合によって設定される有限の下限を超える必要がある。 一般的な定式化と考察の後,1,2,3量子記憶からなる多項式qmm-hsによって生成される1量子ビットの純粋状態進化の行動相を十分に獲得し,分類するタスクに注目する。 QMM-Hsから得られた行動アトラクションは,QMMの2点関数オブザーバブルを自然なプローブとして用いて,解析手法と広範囲な数値解析を組み合わせた分類を行う。 QMM相図は卓越した豊かさを示し、前例のない単体進化のクラスと物理的に顕著な振る舞いを持つ。 さらに,QMM相互作用が純粋に内部的な動的相転移を引き起こすことを示す。 最後に,提案する「実験中心」ユニタリ進化をnatuarlly と advantagely で適用可能な,独立した基本および適用領域を提案する。

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