論文の概要: Bridging the gap between classical and quantum many-body information dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.03016v1
• Date: Wed, 6 Apr 2022 18:03:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-18 02:33:56.175121
• Title: Bridging the gap between classical and quantum many-body information dynamics
• Title（参考訳）: 古典と量子多体情報ダイナミクスのギャップを埋める
• Authors: Andrea Pizzi, Daniel Malz, Andreas Nunnenkamp, and Johannes Knolle
• Abstract要約: 研究は、古典的および量子システムに広がる情報の性質に光を当てる。 物理学、情報理論、統計学にまたがる量子に触発された古典的アプローチの新たな道を開く。
• 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: The fundamental question of how information spreads in closed quantum many-body systems is often addressed through the lens of the bipartite entanglement entropy, a quantity that describes correlations in a comprehensive (nonlocal) way. Among the most striking features of the entanglement entropy are its unbounded linear growth in the thermodynamic limit, its asymptotic extensivity in finite-size systems, and the possibility of measurement-induced phase transitions, all of which have no obvious classical counterpart. Here, we show how these key qualitative features emerge naturally also in classical information spreading, as long as one treats the classical many-body problem on par with the quantum one, that is, by explicitly accounting for the exponentially large classical probability distribution. Our analysis is supported by extensive numerics on prototypical cellular automata and Hamiltonian systems, for which we focus on the classical mutual information and also introduce a `classical entanglement entropy'. Our study sheds light on the nature of information spreading in classical and quantum systems, and opens new avenues for quantum-inspired classical approaches across physics, information theory, and statistics.
• Abstract（参考訳）: 閉量子多体系においてどのように情報が広がるかという根本的な問題は、包括的(非局所的な)方法で相関を記述する量である二部共役エントロピーのレンズを通してしばしば解決される。 絡み合うエントロピーの最も顕著な特徴は、熱力学的極限における非有界な線形成長、有限サイズの系における漸近的拡張性、測定誘起相転移の可能性である。 ここでは、古典的多体問題と量子問題、つまり指数関数的に大きい古典的確率分布を明示的に計算することにより、これらの重要な定性的特徴が古典的情報拡散においても自然に現れることを示す。 本解析は,古典的相互情報に着目し,'古典的絡み合いエントロピー'も導入する,原型的セルオートマトン系およびハミルトニアン系に関する広範な数値によって支持されている。 我々の研究は、古典系や量子系に広がる情報の性質に光を当て、物理学、情報理論、統計学に量子に着想を得た古典的アプローチの新たな道を開く。

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