論文の概要: Entanglement Dynamics of Noisy Random Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.16555v2
• Date: Wed, 25 Jan 2023 20:44:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-20 06:57:04.313850
• Title: Entanglement Dynamics of Noisy Random Circuits
• Title（参考訳）: ノイズランダム回路の絡み合いダイナミクス
• Authors: Zhi Li, Shengqi Sang, Timothy H. Hsieh
• Abstract要約: オープン量子系が環境とともに熱化する過程について検討する。 局所的なランダムなユニタリと局所的な分極チャネルの下で進化するキュディト連鎖を考える。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.245401968358883
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The process by which open quantum systems thermalize with an environment is both of fundamental interest and relevant to noisy quantum devices. As a minimal model of this process, we consider a qudit chain evolving under local random unitaries and local depolarization channels. After mapping to a statistical mechanics model, the depolarization (noise) acts like a symmetry-breaking field, and we argue that it causes the system to thermalize within a timescale independent of system size. We show that various bipartite entanglement measures -- mutual information, operator entanglement, and entanglement negativity -- grow at a speed proportional to the size of the bipartition boundary. As a result, these entanglement measures obey an area law: Their maximal value during the dynamics is bounded by the boundary instead of the volume. In contrast, if the depolarization only acts at the system boundary, then the maximum value of the entanglement measures obeys a volume law. We complement our analysis with scalable simulations involving Clifford gates, for both one- and two-dimensional systems.
• Abstract（参考訳）: オープン量子系が環境と共に熱化する過程は、基本的関心事であり、ノイズの多い量子デバイスに関係している。 このプロセスの最小限のモデルとして、局所ランダムユニタリと局所非分極チャネルの下で進化するクディット連鎖を考える。 統計力学モデルにマッピングした後、非偏極(ノイズ)は対称性を破る場として振る舞う。 両分割境界の大きさに比例して, 相互情報, 操作者の絡み合い, 絡み合いの負性など, 様々な両分割絡み合いが増加することを示す。 その結果、これらの絡み合い測度は領域法則に従う: 力学におけるそれらの最大値は体積ではなく境界によって境界づけられる。 対照的に、非分極が系の境界でのみ作用するならば、絡み合い測度の最大値は体積則に従う。 我々はクリフォードゲートを含むスケーラブルなシミュレーションを用いて1次元および2次元のシステムの解析を補完する。

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