論文の概要: Observable Measurement-Induced Transitions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.09353v1
- Date: Fri, 18 Oct 2024 17:41:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-10-30 14:53:51.672611
- Title: Observable Measurement-Induced Transitions
- Title（参考訳）: 観測可能な測定誘起遷移
- Authors: Aleksei Khindanov, Igor L. Aleiner, Lara Faoro, Lev B. Ioffe,
- Abstract要約: 量子力学を逆転させることで実験的に観測できる別の測定誘起相転移の発見を報告する。
遷移の一方、ヒルベルト空間の一部で符号化された量子情報は、時間反転後に完全に回復される。
一方、全ての量子情報は破壊される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.027042267806481293
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: One of the main postulates of quantum mechanics is that measurements destroy quantum coherence (wave function collapse). Recently it was discovered that in a many-body system dilute local measurements still preserve some coherence across the entire system. As the measurement density is increased, a phase transition occurs that is characterized by the disentanglement of different parts of the system. Unfortunately, this transition is impossible to observe experimentally for macroscopic systems because it requires an exponentially costly full tomography of the many-body wave function or a comparison with the simulation on an oracle classical computer. In this work we report the discovery of another measurement-induced phase transition that can be observed experimentally if quantum dynamics can be reversed. On one side of this phase transition the quantum information encoded in some part of the Hilbert space is fully recovered after the time inversion. On the other side, all quantum information is corrupted. This transition also manifests itself as the change in the behavior of the probability to observe the same measurement outcome in the process that consists of identical blocks repeated many times. In each block the unitary evolution is followed by the measurement. On one side of the transition the probability decreases exponentially with the number of repetitions, on the other it tends to a constant as the number of repetitions is increased. We confirm the existence of the proposed phase transition through numerical simulations of realistic quantum circuits and analytical calculations using an effective random-matrix theory model.
- Abstract（参考訳）: 量子力学の主要な仮定の1つは、測定が量子コヒーレンス(波動関数の崩壊)を破壊することである。
近年,多体系では局所測定の希薄化がシステム全体のコヒーレンスを保っていることが判明した。
測定密度が大きくなると、システムの異なる部分の絡み合いが特徴の相転移が発生する。
残念ながら、この遷移は、多体波動関数の指数的にコストのかかるフルトモグラフィーや、オラクル古典計算機のシミュレーションとの比較を必要とするため、マクロシステムに対して実験的に観察することは不可能である。
本研究では、量子力学を逆転させることができる場合、実験的に観測できる別の測定誘起相転移の発見を報告する。
この相転移の一方では、ヒルベルト空間の一部で符号化された量子情報が、時間反転後に完全に回復される。
一方、全ての量子情報は破壊される。
この遷移は、何度も繰り返される同一のブロックからなるプロセスにおいて、同じ測定結果を見る確率の挙動の変化としても現れている。
各ブロックにおいて、ユニタリ進化は測定によって続く。
遷移の一方の面において、確率は繰り返しの数とともに指数関数的に減少し、他方の面では繰り返しの数が増えるにつれて一定となる傾向にある。
本研究では,実数値回路の数値シミュレーションと実効ランダム行列モデルを用いた解析計算により,提案した相転移の存在を確認する。
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