論文の概要: Entanglement Structure and Information Protection in Noisy Hybrid Quantum Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.01593v2
- Date: Fri, 14 Jun 2024 08:18:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-17 19:24:01.432873
- Title: Entanglement Structure and Information Protection in Noisy Hybrid Quantum Circuits
- Title（参考訳）: ノイズハイブリッド量子回路の絡み合い構造と情報保護
- Authors: Shuo Liu, Ming-Rui Li, Shi-Xin Zhang, Shao-Kai Jian,
- Abstract要約: このレターは、量子ノイズと測定誘起相転移の間の相互作用の深い理解に寄与する。
また、量子計算におけるマルコフノイズと非マルコフノイズの影響を理解するための新しい視点を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.326868738829707
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In the context of measurement-induced entanglement phase transitions, the influence of quantum noises, which are inherent in real physical systems, is of great importance and experimental relevance. In this Letter, we present a comprehensive theoretical analysis of the effects of both temporally uncorrelated and correlated quantum noises on entanglement generation and information protection. This investigation reveals that entanglement within the system follows $q^{-1/3}$ scaling for both types of quantum noises, where $q$ represents the noise probability. The scaling arises from the Kardar-Parisi-Zhang fluctuation with effective length scale $L_{\text{eff}} \sim q^{-1}$. More importantly, the information protection timescales of the steady states are explored and shown to follow $q^{-1/2}$ and $q^{-2/3}$ scaling for temporally uncorrelated and correlated noises, respectively. The former scaling can be interpreted as a Hayden-Preskill protocol, while the latter is a direct consequence of Kardar-Parisi-Zhang fluctuations. We conduct extensive numerical simulations using stabilizer formalism to support the theoretical understanding. This Letter not only contributes to a deeper understanding of the interplay between quantum noises and measurement-induced phase transition but also provides a new perspective to understand the effects of Markovian and non-Markovian noises on quantum computation.
- Abstract（参考訳）: 測定誘起エンタングルメント相転移の文脈では、実際の物理系に固有の量子ノイズの影響は、非常に重要かつ実験的に重要である。
本稿では,時間的非相関および相関量子ノイズが絡み合いの発生と情報保護に与える影響について,包括的な理論的解析を行う。
この調査は、システム内の絡み合いが、どちらの種類の量子ノイズに対しても$q^{-1/3}$スケールであることを明らかにし、$q$はノイズの確率を表す。
このスケーリングは、有効長さスケールが $L_{\text{eff}} \sim q^{-1}$ であるカーダル・パリ・張の揺らぎから生じる。
より重要なことは、定常状態の情報保護の時間スケールを探索し、時間的非相関ノイズと相関ノイズに対する$q^{-1/2}$と$q^{-2/3}$のスケーリングを示すことである。
前者のスケーリングはHayden-Preskillプロトコルと解釈でき、後者はKardar-Parisi-Zhangゆらぎの直接的な結果である。
我々は、理論的理解を支援するために、安定化器形式を用いた広範囲な数値シミュレーションを行う。
このレターは、量子ノイズと測定誘起相転移の間の相互作用の深い理解に寄与するだけでなく、マルコフノイズと非マルコフノイズが量子計算に与える影響を理解するための新たな視点を提供する。
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