論文の概要: Scrambling Transition in a Radiative Random Unitary Circuit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.14242v1
• Date: Tue, 25 Oct 2022 18:00:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-21 15:58:09.165596
• Title: Scrambling Transition in a Radiative Random Unitary Circuit
• Title（参考訳）: 放射状ランダムユニタリ回路におけるスクランブル遷移
• Authors: Zack Weinstein, Shane P. Kelly, Jamir Marino, Ehud Altman
• Abstract要約: 量子ビットを環境と交換するランダムなユニタリ回路において、量子情報のスクランブルを$p$で検討する。 局所的な量子情報はシステム内に分散するだけでなく、環境に流出する。 本稿では,システムの初期情報を完全忠実度で復元する簡易復号方式を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study quantum information scrambling in a random unitary circuit that exchanges qubits with an environment at a rate $p$. As a result, initially localized quantum information not only spreads within the system, but also spills into the environment. Using the out-of-time-order correlator (OTOC) to characterize scrambling, we find a nonequilibrium phase transition in the directed percolation universality class at a critical swap rate $p_c$: for $p < p_c$ the ensemble-averaged OTOC exhibits ballistic growth with a tunable light cone velocity, while for $p > p_c$ the OTOC fails to percolate within the system and vanishes uniformly after a finite time, indicating that all local operators are rapidly swapped into the environment. The transition additionally manifests in the ability to decode the system's initial quantum information from the swapped-out qubits: we present a simple decoding scheme which recovers the system's initial information with perfect fidelity in the nonpercolating phase and with continuously decreasing fidelity with decreasing swap rate in the percolating phase. Depending on the initial state of the swapped-in qubits, we observe a corresponding entanglement transition in the coherent information into the environment.
• Abstract（参考訳）: 量子ビットを環境と交換するランダムなユニタリ回路において、量子情報のスクランブルを$p$で検討する。 その結果、初期局在化された量子情報はシステム内に広がるだけでなく、環境に流出する。 オフ・オブ・タイム・オーダー・コレレータ(OTOC)を用いてスクランブルを特徴付けることで、有向パーコレーション普遍性クラスの非平衡相転移を臨界スワップレート$p_c$: for $p < p_c$ the ensemble-averaged OTOC exhibits ballistic growth with a tunable light cone velocity, for $p > p_c$ the OTOC fails not percolate to percolate in the system and disappears after a finite time, showed that all local operator are quickly swaped into the environment。 この遷移は、スワップアウトキュービットからシステムの初期量子情報をデコードする能力にも現れている: 我々は、システムの初期情報を非パーコレーションフェーズにおいて完全な忠実度で回復し、パーコレーションフェーズでのスワップレートを減少させながら連続的に忠実度を低下させる単純なデコードスキームを提案する。 スワップイン量子ビットの初期状態に応じて、コヒーレントな情報の環境への対応する絡み合い遷移を観察する。

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