論文の概要: Quantifying information scrambling via Classical Shadow Tomography on Programmable Quantum Simulators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.05132v2
• Date: Mon, 8 Aug 2022 10:39:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-26 04:39:29.251596
• Title: Quantifying information scrambling via Classical Shadow Tomography on Programmable Quantum Simulators
• Title（参考訳）: プログラム可能な量子シミュレータ上での古典影トモグラフィによる情報スクランブルの定量化
• Authors: Max McGinley, Sebastian Leontica, Samuel J. Garratt, Jovan Jovanovic, Steven H. Simon
• Abstract要約: 我々は,量子情報のダイナミクスを探索する技術を開発し,それをIBM超伝導量子プロセッサ上で実験的に実装する。 量子情報スクランブルの2つの曖昧なシグネチャを識別するが、どちらも散逸過程によって模倣できない。 両シグネチャを測り、量子系の数値シミュレーションで結果を支持する。
• 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 develop techniques to probe the dynamics of quantum information, and implement them experimentally on an IBM superconducting quantum processor. Our protocols adapt shadow tomography for the study of time evolution channels rather than of quantum states, and rely only on single-qubit operations and measurements. We identify two unambiguous signatures of quantum information scrambling, neither of which can be mimicked by dissipative processes, and relate these to many-body teleportation. By realizing quantum chaotic dynamics in experiment, we measure both signatures, and support our results with numerical simulations of the quantum system. We additionally investigate operator growth under this dynamics, and observe behaviour characteristic of quantum chaos. As our methods require only a single quantum state at a time, they can be readily applied on a wide variety of quantum simulators.
• Abstract（参考訳）: 量子情報のダイナミクスを探究する手法を開発し,ibm超伝導量子プロセッサ上で実験的に実装する。 我々のプロトコルはシャドウトモグラフィーを量子状態ではなく時間発展チャネルの研究に適用し、単一の量子ビット演算と測定のみに依存する。 量子情報スクランブルの2つの曖昧なシグネチャを同定し、どちらも散逸過程によって模倣することができず、多体テレポーテーションと関連づける。 実験で量子カオスダイナミクスを実現することで、両方のシグネチャを計測し、量子システムの数値シミュレーションによって結果を支援する。 さらに, この力学下での演算子の成長を解析し, 量子カオスの挙動特性を観測する。 我々の手法は一度に1つの量子状態しか必要としないため、様々な量子シミュレーターに容易に適用できる。

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