論文の概要: The Limits of Quantum Information Scrambling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.10684v1
- Date: Tue, 20 Aug 2024 09:37:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-21 14:14:58.174718
- Title: The Limits of Quantum Information Scrambling
- Title（参考訳）: 量子情報スクランブルの限界
- Authors: Ahmed Zahia, M. Y. Abd-Rabbou, Atta ur Rahman, Cong Feng Qiao,
- Abstract要約: 量子情報スクランブル(quantum information scrambling、QI-scrambling)は、量子多体系の研究において重要な調査領域である。
この研究は、マリグラダの不等式を適用することにより、スクランブルレートの数学的上界と下界を導出する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7655966485657149
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum information scrambling (QI-scrambling) is a pivotal area of inquiry within the study of quantum many-body systems. This research derives mathematical upper and lower bounds for the scrambling rate by applying the Maligranda inequality. Our results indicate that the upper bounds, lower bounds, and scrambling rates coincide precisely when local operators exhibit Hermitian and unitary operators. Crucially, the convergence or divergence of these upper and lower bounds relative to the scrambling rate is contingent upon the system's initial state. To validate our theoretical framework, we investigated the spin-star model, considering both thermal and pure initial states. Furthermore, three distinct scenarios for local operators were examined, namely single-qubit, one multi-qubit, and both multi-qubit configurations. The implantation of the ancilla or external qubit aligns the scrambling rate with the established bounds. The upper and lower bounds may diverge from the scrambling rate based on the system's initial state when both local operators are multi-qubit systems. We noticed that the scrambling rate increased as the number of qubits in local operators increased.
- Abstract（参考訳）: 量子情報スクランブル(quantum information scrambling、QI-scrambling)は、量子多体系の研究において重要な調査領域である。
この研究は、マリグラダの不等式を適用することにより、スクランブルレートの数学的上界と下界を導出する。
この結果は、局所作用素がエルミート作用素およびユニタリ作用素を示すときに、上界、下界、およびスクランブルレートが一致することを示している。
重要なことに、これらの上界と下界のスクランブルレートに対する収束またはばらつきは、システムの初期状態に依存している。
理論的枠組みを検証するため、スピンスターモデルについて、熱状態と純初期状態の両方を考慮した検討を行った。
さらに、局所演算子の3つの異なるシナリオ、すなわち、シングルキュービット、1つのマルチキュービット、両方のマルチキュービット構成について検討した。
アンシラまたは外部クビットの注入は、スクランブルレートを確立された境界と整合させる。
上と下の境界は、両方の局所演算子がマルチキュービット系である場合、システムの初期状態に基づいてスクランブルレートから分岐することがある。
局所演算子の量子ビット数が増加するにつれて、スクランブルレートが増加することに気付いた。
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