論文の概要: Quantum reservoir probing of quantum information scrambling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.00898v2
• Date: Fri, 1 Mar 2024 10:12:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-04 14:32:43.673821
• Title: Quantum reservoir probing of quantum information scrambling
• Title（参考訳）: 量子情報スクランブルの量子貯水池探索
• Authors: Kaito Kobayashi and Yukitoshi Motome
• Abstract要約: 我々は,任意の自由度でスクランブルを統一的に診断する量子貯水池探索法(QRP)を提案する。 我々は,QRPが量子カオス系における準粒子媒介情報伝達と相関媒介情報伝達の区別に成功していることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum information scrambling is the dynamical process where initially localized quantum information spreads over diverse degrees of freedom. Out-of-time-order correlators and tripartite mutual information have been utilized as key metrics to investigate scrambling, with a specific emphasis on the long-time asymptotic behavior and the early-time spreading. An open question is the comprehensive clarification of the dynamics of scrambling, covering the intermediate-time regime. Here, by extending the idea of quantum reservoir computing, we propose quantum reservoir probing (QRP) to diagnose scrambling in a unified manner for arbitrary degrees of freedom at arbitrary times, through information estimation performance. As a paradigmatic example, we investigate a one-dimensional quantum Ising chain. We show that the QRP successfully distinguishes between quasiparticle-mediated information propagation in a free fermion system and correlation-mediated scrambling in a quantum chaotic system. Furthermore, by systematically scanning the read-out operators, we can identify the system-specific information propagation channels, a distinct advantage over the conventional methods.
• Abstract（参考訳）: 量子情報のスクランブル(quantum information scrambling)は、初期局在化された量子情報が様々な自由度に広がるダイナミックなプロセスである。 長期の漸近的行動と早期の拡散に特に重点を置いて, 探索のための重要な指標として, アウト・オブ・タイム・オブ・オーダー・コレレータと三部情報の活用が試みられている。 オープンな質問は、スクランブルのダイナミクスの包括的明確化であり、中間時間体制をカバーしている。 本稿では,量子貯水池計算の考え方を拡張し,情報推定性能を通じて任意の時間に任意の自由度でスクランブルを統一的に診断する量子貯水池探索(qrp)を提案する。 パラダイム的な例として、一次元量子イジングチェーンについて研究する。 量子カオス系において,QRPは,自由フェルミオン系における準粒子媒介情報伝達と相関媒介情報伝達の区別に成功していることを示す。 さらに、読み出し演算子を体系的にスキャンすることにより、従来の方法よりも優れたシステム固有の情報伝達チャネルを特定できる。

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