論文の概要: Quantum tomography under perturbed Hamiltonian evolution and scrambling
of errors -- a quantum signature of chaos
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.11221v2
- Date: Fri, 2 Dec 2022 06:15:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-17 23:33:35.430075
- Title: Quantum tomography under perturbed Hamiltonian evolution and scrambling
of errors -- a quantum signature of chaos
- Title（参考訳）: 摂動ハミルトン進化下における量子トモグラフィーと誤差のスクランブル -カオスの量子的シグネチャ-
- Authors: Abinash Sahu, Naga Dileep Varikuti, and Vaibhav Madhok
- Abstract要約: 連続計測量子トモグラフィーをパラダイムとして用いてこの問題を考察する。
本研究では、乱れと乱れのないシステム力学の下での2つの演算子間の時間外順序付き相関器(OTOC)であるエラーのスクランブルを捉える量を定義する。
この結果から,ロシミットエコーとOTOCが捉えた誤差のスクランブルの基本的な関係だけでなく,量子情報処理においてそのようなリンクが動作に影響を及ぼす可能性が示唆された。
- 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: How do quantum simulations of many-body chaotic dynamics behave under noise
that will lead to a rapid scrambling of quantum information as well as errors
across the system? We employ continuous measurement quantum tomography as a
paradigm to study this question. The measurement record is generated as a
sequence of expectation values of a Hermitian observable evolving under the
repeated application of the Floquet map of the quantum kicked top.
Interestingly, we find that the reconstruction fidelity initially increases
regardless of the degree of chaos or the strength of perturbations in the
dynamics. For random states, when the measurement record is obtained from a
random initial observable, the subsequent drop in the fidelity obtained is
inversely correlated to the degree of chaos in the dynamics. More importantly,
this also gives us an operational interpretation of Loschmidt echo for
operators by connecting it to the performance of quantum tomography. We define
a quantity to capture the scrambling of errors, an out-of-time-ordered
correlator (OTOC) between two operators under perturbed and unperturbed system
dynamics that serves as a signature of chaos and quantifies the spread of
errors. Our results demonstrate not only a fundamental link between Loschmidt
echo and scrambling of errors as captured by OTOCs but that such a link can
have operational consequences in quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: マルチボディカオス力学の量子シミュレーションは、量子情報の急激なスクランブルとシステム全体のエラーを引き起こすノイズの下でどのように振る舞うのか?
本研究のパラダイムとして連続計測量子トモグラフィーを用いる。
測定記録は、量子キックトップのフロッケマップの繰り返し適用下で進化するエルミート可観測体の期待値の列として生成される。
興味深いことに、リコンストラクションの忠実度は、カオスの度合いや力学の摂動の強さに関わらず、最初は増加する。
ランダム状態の場合、測定記録がランダムな初期観測値から得られた場合、得られた忠実度のその後の低下は、力学におけるカオスの度合いと逆相関する。
さらに重要なことは、量子トモグラフィーの性能に接続することで演算子に対するLoschmidtエコーの操作的解釈を与えることである。
カオスのシグネチャとして機能し,エラーの拡散を定量化する,乱れと乱れのない2つの演算子間の時間外のコリレータ(otoc)であるエラーのスクランブルをキャプチャする量を定義する。
この結果から,ロシミットエコーとOTOCが捉えた誤差のスクランブルの基本的な関係だけでなく,そのようなリンクが量子情報処理に有効であることを示す。
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