論文の概要: Quantum Walks with Indefinite Causal Order
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.06790v1
- Date: Mon, 14 Feb 2022 15:07:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-25 21:08:39.286396
- Title: Quantum Walks with Indefinite Causal Order
- Title（参考訳）: 不定因果順による量子ウォーク
- Authors: Yuanbo Chen and Yoshihiko Hasegawa
- Abstract要約: 既存の全ての量子ウォークモデルにおいて、既存の固定された背景因果構造に関する仮定は、常に作成され、当然である。
理想的かつ高速な一様分布を新しいモデルで作成できることが判明した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.307704177248648
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In all existing quantum walk models, the assumption about a pre-existing
fixed background causal structure is always made and has been taken for
granted. Nevertheless, in this work we will get rid of this tacit assumption
especially by introducing indefinite causal order ways of coin tossing and
investigate this modern scenario. We find that an ideal-shape and
fast-spreading uniform distribution can be prepared with our new model. First
we will show how an always-symmetrical instantaneous distribution appears in an
indefinite causal order quantum walk, which then paves the way for deriving
conditions that enables one to interpret an evolved state as a superposition of
its definite causal order counterparts which is however in general prohibited.
This property of temporal superposition of states can be generalized from
two-process scenarios to cases where arbitrary many $\mathcal{N}$ processes are
involved. Finally, we demonstrate how a genuine uniform distribution emerges
from an indefinite causal order quantum walk. Remarkably, besides the ideal
shape of the distribution, our protocol has another powerful advantage, that is
the speed of spatial spreading reaches exactly the theoretical limit in
contrast to conventional cases where one may encounter the well-known issue of
a $1/\sqrt{2}$ degeneration.
- Abstract（参考訳）: 既存の全ての量子ウォークモデルにおいて、既存の固定された背景因果構造に関する仮定は、常に作成され、当然である。
それにもかかわらず、この作業では、特に不明確な因果順序の方法を導入することで、この暗黙の仮定を取り除き、この現代的なシナリオを調査します。
理想的かつ高速な均一分布を新しいモデルで作成できることが判明した。
まず、常に対称な瞬時分布が不定因果順序の量子ウォークにどのように現れるかを示し、その後、一般に禁止されている定因果順序の重ね合わせとして進化状態の解釈を可能にする条件を導出する方法を示す。
この状態の時間的重ね合わせの性質は、2つのプロセスシナリオから任意の$\mathcal{N}$プロセスが関与するケースへと一般化することができる。
最後に,不定因果順序量子ウォークから真の一様分布がいかに出現するかを示す。
驚くべきことに、分布の理想的な形に加えて、我々のプロトコルにはもう一つの強力な利点があります。空間拡散の速度は、1/\sqrt{2}$縮退というよく知られた問題に遭遇する従来のケースとは対照的に、まさに理論上の限界に達します。
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