論文の概要: Scrambling of Algebras in Open Quantum Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.02033v4
• Date: Fri, 18 Nov 2022 20:57:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-10 17:51:30.731102
• Title: Scrambling of Algebras in Open Quantum Systems
• Title（参考訳）: オープン量子系における代数のスクランブル
• Authors: Faidon Andreadakis, Namit Anand, Paolo Zanardi
• Abstract要約: 量子チャネル下での量子サブシステムのスクランブル情報の研究を可能にする代数OTOC(mathcalA$-OTOC)を導入する。 閉じた量子系では、このフレームワークは近年、作用素の絡み合い、コヒーレンス生成力、ロシミットエコーの量子情報理論の概念を統一するために使用されている。 数値計算の結果,多体傷と脱コヒーレンスのない部分空間の安定性が明らかとなった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Many quantitative approaches to the dynamical scrambling of information in quantum systems involve the study of out-of-time-ordered correlators (OTOCs). In this paper, we introduce an algebraic OTOC ($\mathcal{A}$-OTOC) that allows us to study information scrambling of generalized quantum subsystems under quantum channels. For closed quantum systems, this algebraic framework was recently employed to unify quantum information-theoretic notions of operator entanglement, coherence-generating power, and Loschmidt echo. The main focus of this work is to provide a natural generalization of these techniques to open quantum systems. We first show that, for unitary dynamics, the $\mathcal{A}$-OTOC quantifies a generalized notion of information scrambling, namely between a subalgebra of observables and its commutant. For open quantum systems, on the other hand, we find a competition between the global environmental decoherence and the local scrambling of information. We illustrate this interplay by analytically studying various illustrative examples of algebras and quantum channels. To complement our analytical results, we perform numerical simulations of two paradigmatic systems: the PXP model and the Heisenberg XXX model, under dephasing. Our numerical results reveal connections with many-body scars and the stability of decoherence-free subspaces.
• Abstract（参考訳）: 量子システムにおける情報のダイナミックスクランブルに対する多くの定量的アプローチは、オフオブタイムコリエータ(otocs)の研究を含んでいる。 本稿では、一般化された量子サブシステムの量子チャネル下での情報スクランブルを研究するための代数OTOC(\mathcal{A}$-OTOC)を提案する。 閉量子系において、この代数的フレームワークは近年、作用素の絡み合い、コヒーレンス生成力、ロシミットエコーの量子情報理論の統一に用いられている。 この研究の主な焦点は、これらの技術の自然に一般化して量子システムを開くことである。 まず、ユニタリダイナミクスにおいて、$\mathcal{a}$-otoc は情報スクランブルの一般化された概念、すなわち可観測圏とその可換圏の間を定量化する。 一方,オープン量子システムでは,グローバル環境デコヒーレンスと局所的な情報のスクランブルが競合している。 この相互作用は代数や量子チャネルの様々な例を解析的に研究することによって説明できる。 解析結果を補完するため,PXPモデルとハイゼンベルクXXXモデルという2つのパラダイムシステムの数値シミュレーションを行った。 数値計算の結果,多体傷と脱コヒーレンスのない部分空間の安定性が明らかとなった。

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