論文の概要: Uncovering Local Integrability in Quantum Many-Body Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.07552v1
• Date: Fri, 14 Jul 2023 18:00:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-18 19:18:43.419126
• Title: Uncovering Local Integrability in Quantum Many-Body Dynamics
• Title（参考訳）: 量子多体ダイナミクスにおける局所積分可能性の解明
• Authors: Oles Shtanko, Derek S. Wang, Haimeng Zhang, Nikhil Harle, Alireza Seif, Ramis Movassagh, Zlatko Minev
• Abstract要約: 完全プログラマブル量子コンピュータの最大124量子ビットを用いて、1次元および2次元周期的に駆動されるスピン格子の局所保存則と積分性を明らかにする。 本研究は,大規模量子コンピュータにおける雑音実験から隠れ力学構造を抽出する多目的戦略を示すものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Interacting many-body quantum systems and their dynamics, while fundamental to modern science and technology, are formidable to simulate and understand. However, by discovering their symmetries, conservation laws, and integrability one can unravel their intricacies. Here, using up to 124 qubits of a fully programmable quantum computer, we uncover local conservation laws and integrability in one- and two-dimensional periodically-driven spin lattices in a regime previously inaccessible to such detailed analysis. We focus on the paradigmatic example of disorder-induced ergodicity breaking, where we first benchmark the system crossover into a localized regime through anomalies in the one-particle-density-matrix spectrum and other hallmark signatures. We then demonstrate that this regime stems from hidden local integrals of motion by faithfully reconstructing their quantum operators, thus providing a detailed portrait of the system's integrable dynamics. Our results demonstrate a versatile strategy for extracting hidden dynamical structure from noisy experiments on large-scale quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 相互作用する多体量子システムとその力学は、現代の科学と技術の基本であるが、シミュレートと理解が難しい。 しかし、対称性、保存法則、可積分性を発見すれば、その複雑さを解き放つことができる。 ここでは、完全プログラム可能な量子コンピュータの最大124キュービットを用いて、1次元および2次元周期的に駆動されるスピン格子の局所保存則と積分性を明らかにする。 そこでは, 1粒子密度行列スペクトルと他の目印符号の異常により, システムを局所的な状態へクロスオーバーする手法を最初にベンチマークする。 この構造は、量子演算子を忠実に再構成することで、隠れた局所的な運動積分に起因していることを証明し、システムの可積分ダイナミクスの詳細なポートレートを提供する。 本研究は,大規模量子コンピュータにおける雑音実験から隠れ力学構造を抽出するための汎用戦略を示す。

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