論文の概要: A Butterfly Effect in Encoding-Decoding Quantum Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.16481v1
- Date: Tue, 24 Sep 2024 22:01:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-27 08:11:05.694375
- Title: A Butterfly Effect in Encoding-Decoding Quantum Circuits
- Title（参考訳）: 量子回路の符号化におけるバタフライ効果
- Authors: Emanuel Dallas, Faidon Andreadakis, Paolo Zanardi,
- Abstract要約: 2部代数的外秩序相関器(mathcalA$-OTOC)によるスクランブルの測定
熱力学の限界では、無限小ノイズがマクロ情報スクランブルを誘導するテクシットバタフライ効果を示す。
- 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: The study of information scrambling has profoundly deepened our understanding of many-body quantum systems. Much recent research has been devote to understanding the interplay between scrambling and decoherence in open systems. Continuing in this vein, we investigate scrambling in a noisy encoding-decoding circuit model. Specifically, we consider an $L$-qubit circuit consisting of a Haar-random unitary, followed by noise acting on a subset of qubits, and then by the inverse unitary. Scrambling is measured using the bipartite algebraic out-of-time-order correlator ($\mathcal{A}$-OTOC), which allows us to track information spread between extensively sized subsystems. We derive an analytic expression for the $\mathcal{A}$-OTOC that depends on system size and noise strength. In the thermodynamic limit, this system displays a \textit{butterfly effect} in which infinitesimal noise induces macroscopic information scrambling. We also perform numerical simulations while relaxing the condition of Haar-randomness, which preliminarily suggest that this effect may manifest in a larger set of circuits.
- Abstract（参考訳）: 情報スクランブルの研究により、多体量子システムの理解が深まりました。
最近の研究は、オープンシステムにおけるスクランブルとデコヒーレンスの間の相互作用を理解することに費やされている。
この流れを継続し、ノイズの多い符号化復号回路モデルにおけるスクランブルについて検討する。
具体的には、Haar-randomユニタリからなる$L$-qubit回路について検討し、続いて、qubitのサブセットに作用し、次に逆ユニタリにより雑音を発生させる。
スクランブルは2部代数的外秩序相関器(\mathcal{A}$-OTOC)を用いて測定され、より大規模なサブシステム間での情報を追跡できる。
システムサイズと雑音強度に依存する$\mathcal{A}$-OTOCの解析式を導出する。
熱力学の限界において、無限小ノイズがマクロ的な情報スクランブルを誘導する「textit{butterfly effect」を表示する。
また,Haar-randomnessの条件を緩和しながら数値シミュレーションを行い,この効果がより広い回路に現れることを予め示唆している。
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