論文の概要: Onset of scrambling as a dynamical transition in tunable-range quantum circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.09833v3
• Date: Thu, 29 Jun 2023 09:16:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-30 19:07:14.720409
• Title: Onset of scrambling as a dynamical transition in tunable-range quantum circuits
• Title（参考訳）: チューナブルレンジ量子回路における動的遷移としてのスクランブルの開始
• Authors: Sridevi Kuriyattil, Tomohiro Hashizume, Gregory Bentsen, and Andrew J. Daley
• Abstract要約: 長距離接続の異なる量子回路におけるスクランブルの開始を示す動的遷移を同定する。 異なる構造の回路の相互作用範囲の関数として、三部構造相互情報はスケーリング崩壊を示すことを示す。 従来のパワー-ロー相互作用を持つシステムに加えて、決定論的、スパース回路における同じ現象を同定する。
• 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: In a fast scrambling many-body quantum system, information is spread and entanglement is built up on a timescale that grows logarithmically with the system size. This is of fundamental interest in understanding the dynamics of many-body systems, as well as in efficiently producing entangled resource states and error-correcting codes. In this work, we identify a dynamical transition marking the onset of scrambling in quantum circuits with different levels of long-range connectivity. In particular, we show that as a function of the interaction range for circuits of different structures, the tripartite mutual information exhibits a scaling collapse around a critical point between two clearly defined regimes of different dynamical behaviour. We study this transition analytically in a related long-range Brownian circuit model and show how the transition can be mapped onto the statistical mechanics of a long-range Ising model in a particular region of parameter space. This mapping predicts mean-field critical exponents $\nu = -1/(1+s_c)$, which are consistent with the critical exponents extracted from Clifford circuit numerics. In addition to systems with conventional power-law interactions, we identify the same phenomenon in deterministic, sparse circuits that can be realised in experiments with neutral atom arrays.
• Abstract（参考訳）: 高速スクランブル多体量子システムでは、情報の拡散と絡み合いがシステムサイズと対数的に増加する時間スケールに基づいて構築される。 これは、多体システムの力学を理解することや、絡み合ったリソース状態やエラー訂正コードを効率的に生成することに対する基本的な関心である。 本研究では,長距離接続のレベルが異なる量子回路におけるスクランブルの開始点を示す動的遷移を同定する。 特に、異なる構造の回路の相互作用範囲の関数として、三部構造相互情報は、異なる動的挙動の2つの明確に定義された状態の間の臨界点周辺のスケーリング崩壊を示す。 この遷移を、関連する長距離ブラウン回路モデルで解析的に研究し、この遷移がパラメータ空間の特定の領域における長距離イジングモデルの統計力学にどのようにマッピングできるかを示す。 このマッピングは、クリフォード回路数値から抽出された臨界指数と一致する平均場臨界指数$\nu = -1/(1+s_c)$を予測する。 従来のパワー-ロー相互作用を持つシステムに加えて、中性原子配列を用いた実験で実現可能な決定論的スパース回路における同じ現象を同定する。

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