論文の概要: A study of chaos and randomness in quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.00287v1
- Date: Thu, 1 Feb 2024 02:35:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-02 17:04:03.434114
- Title: A study of chaos and randomness in quantum systems
- Title（参考訳）: 量子系におけるカオスとランダム性の研究
- Authors: Sreeram PG
- Abstract要約: 量子世界からどのように古典的なカオスが生まれるかは物理学の基本的な問題である。
古典的なアナログがカオスである量子系を研究することで、古典的なカオスの量子シグネチャを理解することができる。
本稿では,カオスの2つの動的診断法であるOTOCとLoschmidtエコーについて検討する。
- 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: How classical chaos emerges from the underlying quantum world is a
fundamental problem in physics. The origin of this question is in the
correspondence principle. Classical chaos arises due to non-linear dynamics,
whereas quantum mechanics, driven by unitary evolution, is linear. The question
that still remains is - what are the footprints of classical chaos in the
quantum world? One can understand the quantum signatures of classical chaos by
studying a quantum system whose classical analogue is chaotic. In this thesis,
we use the quantum kicked top model of few qubits in the deep quantum regime to
investigate signatures that can be considered as a precursor to chaos in the
classical limit. In particular, we study out-of-time-ordered correlators
(OTOCs) and Loschmidt echo, the two well-known dynamical diagnostics of chaos.
We find vestiges of classical chaos even in such a deep quantum regime.
Another arena where one can study the effects of chaos and randomness is
quantum state tomography. We study quantum tomography from a continuous
measurement record obtained by measuring expectation values of a set of
Hermitian operators generated by a unitary evolution of an initial observable.
The rate of information gain and reconstruction fidelity shows vestiges of
chaos. As another contribution of this thesis, we have harnessed the power of
randomness inherent in the maximally mixed state to give an efficient quantum
algorithm to measure OTOCs. The protocol achieves an exponential speedup over
the best known classical algorithm, provided the OTOC operator to be estimated
admits an efficient gate decomposition. This protocol also helps benchmark
unitary gates, which is important from the quantum computation and control
perspective.
- Abstract（参考訳）: 量子世界からどのように古典的なカオスが生まれるかは物理学の基本的な問題である。
この問題の起源は対応原理にある。
古典的なカオスは非線形力学によって生じるが、量子力学はユニタリ進化によって引き起こされる。
量子世界における古典的カオスの足跡はどのようなものか?
古典的なアナログがカオスである量子系を研究することで、古典的なカオスの量子シグネチャを理解することができる。
この論文では、量子状態における数量子ビットの量子キックトップモデルを用いて、古典的極限におけるカオスの前駆者と見なされるシグネチャを調査する。
特に,カオスの2つの動的診断法であるOTOCとLoschmidtエコーについて検討した。
このような深い量子状態においても、古典的なカオスの証拠が見つかる。
カオスとランダム性の影響を研究することができる別のアリーナは量子状態トモグラフィである。
初期観測器のユニタリ進化によって生成されたエルミート作用素の集合の期待値を測定した連続測定記録から量子トモグラフィーについて検討する。
情報獲得率と再建忠実度は混乱の兆しを示している。
この論文のもう1つの貢献として、最大混合状態に固有のランダム性の力を利用して、OTOCを測定する効率的な量子アルゴリズムを提供した。
このプロトコルは、OTOC演算子を効率的にゲート分解できると仮定して、既知の古典的アルゴリズムよりも指数関数的に高速化する。
このプロトコルはまた、量子計算と制御の観点から重要なユニタリゲートのベンチマークを支援する。
関連論文リスト
- Information acquisition, scrambling, and sensitivity to errors in quantum chaos [0.0]
カオスのシグナチャは、古典的なものがカオスである量子系を研究することによって理解することができる。
可積分性、非可積分性、カオスの概念は古典的な類似を持たないシステムに拡張される。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-22T06:31:14Z) - Probing quantum chaos with the entropy of decoherent histories [0.0]
量子カオス(Quantum chaos)は、前世紀に研究され始めた現象であり、いまだに厳密な理解を持っていない。
本稿では, トラジェクトリの量子類似体としてデコヒーレントヒストリーを用いた古典的カオス定義に類似した量子カオス定義を提案する。
このようなモデルでは、非コヒーレントな歴史のエントロピーの生成は、積分可能かつカオス的な状態において根本的に異なることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-17T21:57:05Z) - Steady-state quantum chaos in open quantum systems [0.0]
オープン量子多体系における一般現象として、定常量子カオスの概念を導入する。
開量子系の定常状態におけるカオスと積分性は、時間進化生成器のスペクトル構造によって一意に決定される。
粒子数保存のない非平衡ボゾン系のパラダイム的例である, 駆動散逸型ボース・ハバードモデルにおける定常カオスについて検討した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-24T18:00:22Z) - Simple Tests of Quantumness Also Certify Qubits [69.96668065491183]
量子性の検定は、古典的検証者が証明者が古典的でないことを(のみ)証明できるプロトコルである。
我々は、あるテンプレートに従う量子性のテストを行い、(Kalai et al., 2022)のような最近の提案を捉えた。
すなわち、同じプロトコルは、証明可能なランダム性や古典的な量子計算のデリゲートといったアプリケーションの中心にあるビルディングブロックであるqubitの認定に使用できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-02T14:18:17Z) - Universality of critical dynamics with finite entanglement [68.8204255655161]
臨界近傍の量子系の低エネルギー力学が有限絡みによってどのように変化するかを研究する。
その結果、時間依存的臨界現象における絡み合いによる正確な役割が確立された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-23T19:23:54Z) - Quantum dynamics corresponding to chaotic BKL scenario [62.997667081978825]
量子化は、構成空間におけるその局在を避けるために重力特異点を悪用する。
結果は、一般相対性理論の一般特異点が量子レベルでは避けられることを示唆している。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-24T13:32:45Z) - Quantum Chaos Control by Complex Trajectories [0.0]
近年、量子カオスの分析と制御がますます重要になっている。
この研究は、ニュートンの世界と量子世界とを複雑な力学で結びつけることを目的としている。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-30T10:43:59Z) - Imaginary Time Propagation on a Quantum Chip [50.591267188664666]
想像時間における進化は、量子多体系の基底状態を見つけるための顕著な技術である。
本稿では,量子コンピュータ上での仮想時間伝搬を実現するアルゴリズムを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-24T12:48:00Z) - Classical route to quantum chaotic motions [11.153740626675996]
量子運動の情報を抽出し、1つの測定可能な量で特定の軌道に復号する。
古典的カオスを量子システムにインポートする戦略を示し、古典的および量子的世界の関連を明らかにする。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-15T18:00:02Z) - From a quantum theory to a classical one [117.44028458220427]
量子対古典的交叉を記述するための形式的アプローチを提示し議論する。
この手法は、1982年にL. Yaffeによって、大きな$N$の量子場理論に取り組むために導入された。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-01T09:16:38Z) - Probing the Universality of Topological Defect Formation in a Quantum
Annealer: Kibble-Zurek Mechanism and Beyond [46.39654665163597]
一次元横フィールドイジングモデルによるトポロジカル欠陥生成の実験的検討について報告する。
位相フリップ誤差を伴う開系量子力学のKZMにより量子シミュレータの結果を実際に説明できることが判明した。
これは、環境からの孤立を仮定する一般化KZM理論の理論的予測が、その元のスコープを越えてオープンシステムに適用されることを意味する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-31T02:55:35Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。