論文の概要: Universal Spreading of Conditional Mutual Information in Noisy Random Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.18548v3
- Date: Thu, 03 Oct 2024 21:20:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-07 15:06:32.537362
- Title: Universal Spreading of Conditional Mutual Information in Noisy Random Circuits
- Title（参考訳）: 雑音ランダム回路における条件付き相互情報の普遍的拡散
- Authors: Su-un Lee, Changhun Oh, Yat Wong, Senrui Chen, Liang Jiang,
- Abstract要約: 一般開放量子系における条件付き相互情報の進化について検討する。
誤差率$p$のノイズランダム回路は条件付き相互情報の超線形伝播を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6437645274005803
- License:
- Abstract: We study the evolution of conditional mutual information in generic open quantum systems, focusing on one-dimensional random circuits with interspersed local noise. Unlike in noiseless circuits, where conditional mutual information spreads linearly while being bounded by the lightcone, we find that noisy random circuits with an error rate $p$ exhibit superlinear propagation of conditional mutual information, which diverges far beyond the lightcone at a critical circuit depth $t_c \propto p^{-1}$. We demonstrate that the underlying mechanism for such rapid spreading is the combined effect of local noise and a scrambling unitary, which selectively removes short-range correlations while preserving long-range correlations. To analytically capture the dynamics of conditional mutual information in noisy random circuits, we introduce a coarse-graining method, and we validate our theoretical results through numerical simulations. Furthermore, we identify a universal scaling law governing the spreading of conditional mutual information.
- Abstract（参考訳）: 一般開放量子系における条件付き相互情報の進化を考察し,局所雑音を分散した1次元ランダム回路に着目した。
雑音のない回路では、光錐に束縛された状態で条件付き相互情報が直線的に拡散するのとは異なり、誤差率$p$のノイズランダム回路は光錐の超線形伝播を示し、臨界回路深度$t_c \propto p^{-1}$で光錐より遠くに発散する。
このような急激な拡散のメカニズムは局所雑音とスクランブル・ユニタリの複合効果であり、長距離相関を保ちながら短距離相関を選択的に除去することを示した。
雑音の多いランダム回路における条件付き相互情報のダイナミクスを解析的に捉えるため,粗粒化法を導入し,数値シミュレーションにより理論的結果を検証した。
さらに,条件付き相互情報の拡散を規定する普遍的スケーリング法を規定する。
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