論文の概要: An Operational Metric for Quantum Chaos and the Corresponding Spatiotemporal Entanglement Structure

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.14926v3
• Date: Sat, 15 Jul 2023 15:58:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-19 00:09:21.524620
• Title: An Operational Metric for Quantum Chaos and the Corresponding Spatiotemporal Entanglement Structure
• Title（参考訳）: 量子カオスと時空間エンタングルメント構造に対応する操作量
• Authors: Neil Dowling and Kavan Modi
• Abstract要約: 我々は、多体孤立量子系の将来の状態が、そのシステムの小さな部分における過去のマルチタイム操作に敏感であることを要求する。 我々の研究は、多体挙動、測定-Lo相転移、フロッケダイナミクスといった多体力学現象を体系的に研究する道を開いた。
• 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: Chaotic systems are highly sensitive to a small perturbation, and are ubiquitous throughout biological sciences, physical sciences and even social sciences. Taking this as the underlying principle, we construct an operational notion for quantum chaos. Namely, we demand that the future state of a many-body, isolated quantum system is sensitive to past multitime operations on a small subpart of that system. By `sensitive', we mean that the resultant states from two different perturbations cannot easily be transformed into each other. That is, the pertinent quantity is the complexity of the effect of the perturbation within the final state. From this intuitive metric, which we call the Butterfly Flutter Fidelity, we use the language of multitime quantum processes to identify a series of operational conditions on chaos, in particular the scaling of the spatiotemporal entanglement. Our criteria already contain the routine notions, as well as the well-known diagnostics for quantum chaos. This includes the Peres-Loschmidt Echo, Dynamical Entropy, Tripartite Mutual Information, and Local-Operator Entanglement. We hence present a unified framework for these existing diagnostics within a single structure. We also go on to quantify how several mechanisms lead to quantum chaos, such as evolution generated from random circuits. Our work paves the way to systematically study many-body dynamical phenomena like Many-Body Localization, measurement-induced phase transitions, and Floquet dynamics.
• Abstract（参考訳）: カオスシステムは小さな摂動に非常に敏感であり、生物学的科学、物理科学、社会科学にも至る所に存在する。 これを基本原理として、量子カオスの運用概念を構築します。 すなわち、多体孤立量子システムの将来の状態は、そのシステムの小さな部分における過去のマルチタイム操作に敏感である。 感性」とは、2つの異なる摂動状態から得られる状態が互いに容易に変換できないことを意味する。 すなわち、関連する量は最終状態における摂動の影響の複雑さである。 Butterfly Flutter Fidelityと呼ばれるこの直感的な計量から、我々は、カオスに関する一連の操作条件、特に時空間絡みのスケーリングを特定するために、マルチタイム量子プロセスの言語を使用する。 我々の基準はすでに、通常の概念と、量子カオスのよく知られた診断を含んでいる。 これには、Peres-Loschmidt Echo、Dynamical Entropy、Tripartite Mutual Information、Local-Operator Entanglementが含まれる。 したがって、既存の診断を単一の構造内に統一したフレームワークを提供する。 さらに、ランダム回路から発生した進化など、量子カオスにつながるいくつかのメカニズムを定量化する。 本研究は,多体局在化,測定誘起相転移,フロッケダイナミクスなどの多体力学現象を体系的に研究する手法である。

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