論文の概要: Restart uncertainty relation for monitored quantum dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.01307v1
• Date: Tue, 2 Jan 2024 17:35:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-03 13:10:24.958011
• Title: Restart uncertainty relation for monitored quantum dynamics
• Title（参考訳）: 監視量子力学の再起動不確実性関係
• Authors: Ruoyu Yin, Qingyuan Wang, Sabine Tornow, Eli Barkai
• Abstract要約: モニタリングされた量子力学における再起動の文脈内での時間-エネルギーの不確実性関係を新たに導入する。 この研究は、量子計測と力学に関する基本的な側面の理解に寄与するだけでなく、中間回路測定による効率的な量子アルゴリズムの設計に実用的な洞察を与える。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.167489362272148
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We introduce a novel time-energy uncertainty relationship within the context of restarts in monitored quantum dynamics. Initially, we investigate the concept of ``first hitting time'' in quantum systems using an IBM quantum computer and a three-site ring graph as our starting point. Previous studies have established that the mean recurrence time, which represents the time taken to return to the initial state, is quantized as an integer multiple of the sampling time, displaying pointwise discontinuous transitions at resonances. Our findings demonstrate that, the natural utilization of the restart mechanism in laboratory experiments, driven by finite data collection time spans, leads to a broadening effect on the transitions of the mean recurrence time. Our newly proposed uncertainty relation captures the underlying essence of these phenomena, by connecting the broadening of the mean hitting time near resonances, to the intrinsic energies of the quantum system and to the fluctuations of recurrence time. This work not only contributes to our understanding of fundamental aspects related to quantum measurements and dynamics, but also offers practical insights for the design of efficient quantum algorithms with mid-circuit measurements.
• Abstract（参考訳）: 監視量子力学における再起動の文脈における時間-エネルギーの不確実性関係を新たに導入する。 当初,IBMの量子コンピュータと3サイトリンググラフを出発点として,量子システムにおける「最初のヒットタイム」の概念について検討した。 これまでの研究では、初期状態に戻るのに要する時間を表す平均再発時間がサンプリング時間の整数倍として量子化され、共鳴において点不連続な遷移を示すことが確認されている。 その結果, 実験室における再起動機構の自然利用は, 有限データ収集時間によって促進され, 平均再起動時間の変化に大きく影響することが示唆された。 新たに提案する不確実性関係は,共鳴近傍の平均打上げ時間の拡大と量子系の固有エネルギーと再帰時間のゆらぎを結びつけることで,これらの現象の根底にある本質を捉えている。 この研究は、量子計測と力学に関する基本的な側面の理解に寄与するだけでなく、中間回路測定による効率的な量子アルゴリズムの設計に実用的な洞察を与える。

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