論文の概要: Digital Quantum Simulation, Learning of the Floquet Hamiltonian, and
Quantum Chaos of the Kicked Top
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.13837v1
- Date: Mon, 29 Aug 2022 19:02:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-28 14:24:13.270710
- Title: Digital Quantum Simulation, Learning of the Floquet Hamiltonian, and
Quantum Chaos of the Kicked Top
- Title（参考訳）: デジタル量子シミュレーション,フロッケハミルトンの学習,およびキックトップの量子カオス
- Authors: Tobias Olsacher, Lorenzo Pastori, Christian Kokail, Lukas M. Sieberer
and Peter Zoller
- Abstract要約: 蹴られたトップは、量子カオスの研究におけるパラダイムモデルの1つである。
キックトトップにおける量子カオスの開始は、デジタル量子シミュレーションにおけるトロッター誤差の拡散に関連している。
本稿では,最近開発されたハミルトン学習プロトコルを用いて,Stroboscopic dynamicsのジェネレータを再構築する方法について述べる。
- 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: The kicked top is one of the paradigmatic models in the study of quantum
chaos~[F.~Haake et al., \emph{Quantum Signatures of Chaos (Springer Series in
Synergetics vol 54)} (2018)]. Recently it has been shown that the onset of
quantum chaos in the kicked top can be related to the proliferation of Trotter
errors in digital quantum simulation (DQS) of collective spin systems.
Specifically, the proliferation of Trotter errors becomes manifest in
expectation values of few-body observables strongly deviating from the target
dynamics above a critical Trotter step, where the spectral statistics of the
Floquet operator of the kicked top can be predicted by random matrix theory. In
this work, we study these phenomena in the framework of Hamiltonian learning
(HL). We show how a recently developed Hamiltonian learning protocol can be
employed to reconstruct the generator of the stroboscopic dynamics, i.e., the
Floquet Hamiltonian, of the kicked top. We further show how the proliferation
of Trotter errors is revealed by HL as the transition to a regime in which the
dynamics cannot be approximately described by a low-order truncation of the
Floquet-Magnus expansion. This opens up new experimental possibilities for the
analysis of Trotter errors on the level of the generator of the implemented
dynamics, that can be generalized to the DQS of quantum many-body systems in a
scalable way. This paper is in memory of our colleague and friend Fritz Haake.
- Abstract（参考訳）: キックトップは、量子カオス~[F]の研究におけるパラダイムモデルの1つである。
〜Haake et al., \emph{Quantum Signatures of Chaos (Springer Series in Synergetics vol 54)} (2018)]
近年、キックトップにおける量子カオスの発生は、集合スピン系のデジタル量子シミュレーション(dqs)におけるトロッター誤差の拡散と関連していることが示されている。
具体的には、批判的トロッターステップの上の目標動力学から強く逸脱する少数の観測可能な天体の期待値において、蹴ったトップのフロッケ作用素のスペクトル統計をランダム行列理論によって予測できるトロッター誤差の拡散が現れる。
本研究では,これらの現象をハミルトン学習(HL)の枠組みで研究する。
本稿では,最近開発されたハミルトニアン学習プロトコルを用いて,キックトップのストロボダイナミックス(Floquet Hamiltonian)の生成元を再構築する方法について述べる。
さらに,フロッケ・マグナス展開の低次切断によってダイナミクスが大まかに説明できない状態への遷移として,hlによりトロッター誤差の拡散が明らかにされることを示した。
これにより、量子多体系のDQSにスケーラブルな方法で一般化できる実装されたダイナミクスのジェネレータのレベルにおけるトロッター誤差の分析のための新たな実験可能性が開かれる。
この論文は我々の同僚で友人のフリッツ・ヘイクを記念している。
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