論文の概要: Probing scrambling and operator size distributions using random mixed
states and local measurements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.16992v1
- Date: Fri, 26 May 2023 14:52:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-29 14:05:06.341214
- Title: Probing scrambling and operator size distributions using random mixed
states and local measurements
- Title（参考訳）: ランダム混合状態と局所計測を用いたスクランブルおよびオペレータサイズ分布の探索
- Authors: Philip Daniel Blocher, Karthik Chinni, Sivaprasad Omanakuttan, Pablo
M. Poggi
- Abstract要約: 我々は、スクランブルを実験的に探究するために、測定プロトコルの代替ツールボックスを提出した。
本研究では,演算子分布の確率生成関数を効率的に探索する方法を示す。
プロトコルの初期状態を操作することで,分散の個々の要素を直接取得して,システムサイズを小さくすることができることを示す。
- 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 dynamical spreading of quantum information through a many-body system,
typically called scrambling, is a complex process that has proven to be
essential to describe many properties of out-of-equilibrium quantum systems.
Scrambling can, in principle, be fully characterized via the use of
out-of-time-ordered correlation functions, which are notoriously hard to access
experimentally. In this work, we put forward an alternative toolbox of
measurement protocols to experimentally probe scrambling by accessing
properties of the operator size probability distribution, which tracks the size
of the support of observables in a many-body system over time. Our measurement
protocols require the preparation of separable mixed states together with local
operations and measurements, and combine the tools of randomized operations, a
modern development of near-term quantum algorithms, with the use of mixed
states, a standard tool in NMR experiments. We demonstrate how to efficiently
probe the probability-generating function of the operator distribution and
discuss the challenges associated with obtaining the moments of the operator
distribution. We further show that manipulating the initial state of the
protocol allows us to directly obtain the individual elements of the
distribution for small system sizes.
- Abstract（参考訳）: 量子情報の多体系(一般にスクランブルと呼ばれる)への動的拡散は、非平衡量子系の多くの性質を記述するのに必須であることが証明された複雑な過程である。
スクランブルは、原則として、実験的なアクセスが難しいことで悪名高い、時間外の相関関数の使用によって完全に特徴付けられる。
本研究では,多体系における可観測性の支持の大きさを経時的に追跡する演算子サイズ確率分布の特性にアクセスして,スクランブルを実験的に探索するための測定プロトコルの代替ツールボックスを提案する。
我々の測定プロトコルは、局所的な演算と測定とともに分離可能な混合状態の調製を必要とし、ランダム化された演算のツール、近距離量子アルゴリズムの現代的開発、NMR実験における標準ツールである混合状態の使用を組み合わせなければならない。
演算子分布の確率生成関数を効率的に探究する方法を実証し、演算子分布のモーメントを得る際の課題について考察する。
さらに,プロトコルの初期状態を操作することで,分散の個々の要素を小さなシステムサイズで直接得ることができることを示した。
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