論文の概要: Quantifying operator spreading and chaos in Krylov subspaces with quantum state reconstruction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.08513v2
• Date: Mon, 11 Dec 2023 15:39:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-13 02:01:25.034969
• Title: Quantifying operator spreading and chaos in Krylov subspaces with quantum state reconstruction
• Title（参考訳）: 量子状態再構成によるクリロフ部分空間の量子化作用素拡散とカオス
• Authors: Abinash Sahu, Naga Dileep Varikuti, Bishal Kumar Das, and Vaibhav Madhok
• Abstract要約: 我々は,多体量子系における演算子拡散をそのポテンシャルで研究し,情報的に完全な測定記録を生成する。 所望の力学の下で進化する観測可能な観測値の一連の期待値として測定記録を生成する。 量子トモグラフィーにおける忠実度によって定量化される演算子の拡散量は、系のカオスの度合いとともに増加する。
• 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: We study operator spreading in many-body quantum systems by its potential to generate an informationally complete measurement record in quantum tomography. We adopt continuous weak measurement tomography for this purpose. We generate the measurement record as a series of expectation values of an observable evolving under the desired dynamics, which can show a transition from integrability to complete chaos. We find that the amount of operator spreading, as quantified by the fidelity in quantum tomography, increases with the degree of chaos in the system. We also observe a remarkable increase in information gain when the dynamics transitions from integrable to nonintegrable. We find our approach in quantifying operator spreading is a more consistent indicator of quantum chaos than Krylov complexity as the latter may correlate/anti-correlate or show no explicit behavior with the level of chaos in the dynamics. We support our argument through various metrics of information gain for two models: the Ising spin chain with a tilted magnetic field and the Heisenberg XXZ spin chain with an integrability-breaking field. Our paper gives an operational interpretation for operator spreading in quantum chaos.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,多体量子システムにおいて,量子トモグラフィにおける情報完全測定記録を生成できる可能性について検討する。 我々はこの目的で連続弱計測トモグラフィーを採用する。 観測記録は, 可積分性から完全なカオスへの遷移を示すような, 所望のダイナミクスの下で進化する可観測性の一連の期待値として生成する。 量子トモグラフィーにおける忠実度によって定量化された演算子の拡散量は、系のカオスの度合いとともに増加する。 また, ダイナミクスが可積分から非可積分へと変化すると, 情報ゲインが著しく増加することも観察した。 演算子拡散の定量化における我々のアプローチは、krylov複雑性よりも量子カオスのより一貫した指標である。 我々は、傾き磁場を持つイジングスピン鎖と積分性破壊する磁場を持つハイゼンベルクXXZスピン鎖の2つのモデルに対する情報ゲインの様々な指標を通して議論を支持する。 本稿では,量子カオスに拡散する演算子の操作解釈について述べる。

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