論文の概要: Random Matrix Theory Approach to Quantum Fisher Information in Quantum Many-Body Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.09029v1
• Date: Wed, 14 Feb 2024 09:07:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-15 16:19:36.886308
• Title: Random Matrix Theory Approach to Quantum Fisher Information in Quantum Many-Body Systems
• Title（参考訳）: 量子多体系における量子フィッシャー情報に対するランダム行列理論のアプローチ
• Authors: Venelin P. Pavlov, Yoana R. Chorbadzhiyska, Charlie Nation, Diego Porras, and Peter A. Ivanov
• Abstract要約: 量子カオス系におけるパラメータ量子推定について理論的に検討する。 我々の分析は、ランダム行列ハミルトンの観点で非可積分量子系の効果的な記述に基づいている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We theoretically investigate parameter quantum estimation in quantum chaotic systems. Our analysis is based on an effective description of non-integrable quantum systems in terms of a random matrix Hamiltonian. Based on this approach we derive an analytical expression for the time evolution of the quantum Fisher information. We test our random matrix theory prediction with the exact diagonalization of a non-integrable spin system, focusing on the estimation of a local magnetic field by measurements of the many-body state. Our numerical calculations agree with the effective random matrix theory approach and show that the information on the local Hamiltonian parameter is distributed throughout the quantum system during the quantum thermalization process. Our analysis shows a first stage in which the initial information spread is quadratic in time which quickly passes into linear increase with slope determine by the decay rate of the measured spin observable. When the information is fully spread among all degrees of freedom a second quadratic time scale determines the long time behaviour of the quantum Fisher information.
• Abstract（参考訳）: 量子カオス系におけるパラメータ量子推定を理論的に検討する。 この解析は、ランダム行列ハミルトニアンの観点からの非可積分量子システムの効果的な記述に基づいている。 このアプローチに基づいて,量子フィッシャー情報の時間発展に関する解析式を導出する。 非可積分スピン系の正確な対角化を用いてランダム行列理論の予測をテストし、多体状態の測定による局所磁場の推定に焦点を当てた。 我々の数値計算は、有効確率行列理論のアプローチと一致し、局所ハミルトニアンパラメータの情報は量子熱化過程中に量子系全体に分布することを示した。 解析の結果,初期情報が二次的に拡散する第1段階では,測定スピンの減衰速度によって傾きが決定され,直線的に増加する。 情報が全ての自由度に完全に広がるとき、第2の二次時間スケールは量子フィッシャー情報の長時間の挙動を決定する。

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