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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.00898v3
• Date: Fri, 29 Mar 2024 10:28:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-01 20:46:32.731066
• 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, 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。 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。
• 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 asymptotic behaviors in the long-time regime and the initial spreads in the early-time regime. An open question is the comprehensive clarification of the dynamics of information propagation, 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, all while showcasing its experimental simplicity. 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。 長期体制における漸近的行動と早期体制における初期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, 時間外相関器と三部情報の活用が試みられている。 オープンな疑問は、情報伝達のダイナミクスの包括的解明であり、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法(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鎖について検討する。 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,その単純さを実証した。 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、従来の方法よりも明確な利点である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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