論文の概要: Bipartite mutual information in classical many-body dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.13312v1
- Date: Tue, 20 Feb 2024 19:00:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-22 18:24:34.473288
- Title: Bipartite mutual information in classical many-body dynamics
- Title（参考訳）: 古典多体力学における二成分相互情報
- Authors: Andrea Pizzi and Norman Y. Yao
- Abstract要約: 両部情報を用いて1次元セルオートマトンにおける情報の拡散を解析する。
我々の研究は、MIのような情報理論ツールが、古典的な多体状態や力学のよりきめ細かい特徴付けを可能にする可能性を示唆している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6798775532273751
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Information theoretic measures have helped to sharpen our understanding of
many-body quantum states. As perhaps the most well-known example, the
entanglement entropy (or more generally, the bipartite mutual information) has
become a powerful tool for characterizing the dynamical growth of quantum
correlations. By contrast, although computable, the bipartite mutual
information (MI) is almost never explored in classical many particle systems;
this owes in part to the fact that computing the MI requires keeping track of
the evolution of the full probability distribution, a feat which is rarely done
(or thought to be needed) in classical many-body simulations. Here, we utilize
the MI to analyze the spreading of information in 1D elementary cellular
automata (CA). Broadly speaking, we find that the behavior of the MI in these
dynamical systems exhibits a few different types of scaling that roughly
correspond to known CA universality classes. Of particular note is that we
observe a set of automata for which the MI converges parametrically slowly to
its thermodynamic value. We develop a microscopic understanding of this
behavior by analyzing a two-species model of annihilating particles moving in
opposite directions. Our work suggests the possibility that information
theoretic tools such as the MI might enable a more fine-grained
characterization of classical many-body states and dynamics.
- Abstract（参考訳）: 情報理論的な尺度は、多体量子状態の理解を深める助けとなった。
おそらく最もよく知られた例であるように、絡み合いエントロピー(より一般的には二部共役情報)は量子相関の動的成長を特徴づける強力なツールとなっている。
対照的に、計算可能ではあるが、二成分相互情報(mi)は、古典的多くの粒子系においてほとんど探索されない;miの計算には、古典的多体シミュレーションにおいて滅多に行われない(あるいは必要と考えられる)完全確率分布の進化の追跡が必要であるという事実がある。
そこで我々はMIを用いて1D小細胞オートマトン(CA)における情報の拡散を分析した。
広義的には、これらの力学系におけるMIの挙動は、既知のCA普遍性クラスと大まかに一致するいくつかの異なる種類のスケーリングを示す。
特に注目すべきは、miが熱力学的値にパラメトリックにゆっくりと収束する一連のオートマトンを観察していることである。
反対方向に移動する消滅粒子の2種モデルを解析することにより,この挙動の微視的理解を深める。
我々の研究は、MIのような情報理論ツールが、古典的な多体状態や力学のよりきめ細かい特徴付けを可能にする可能性を示唆している。
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