論文の概要: Observation of quantum information collapse-and-revival in a strongly-interacting Rydberg atom array
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.15455v1
- Date: Sun, 20 Oct 2024 17:44:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-22 13:15:59.063573
- Title: Observation of quantum information collapse-and-revival in a strongly-interacting Rydberg atom array
- Title(参考訳): 強い相互作用を持つRydberg原子アレイにおける量子情報の崩壊と復活の観測
- Authors: De-Sheng Xiang, Yao-Wen Zhang, Hao-Xiang Liu, Peng Zhou, Dong Yuan, Kuan Zhang, Shun-Yao Zhang, Biao Xu, Lu Liu, Yitong Li, Lin Li,
- Abstract要約: Rydberg 原子アレイにおける時間外相関器とHolevo情報の最初の測定結果を示す。
これらのツールを利用することで、量子情報の新しい時間的崩壊・復活挙動を観察する。
我々の実験は、運動的制約のある多体システムにおけるユニークな情報力学に光を当てている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 23.95382881394397
- License:
- Abstract: Interactions of isolated quantum many-body systems typically scramble local information into the entire system and make it unrecoverable. Ergodicity-breaking systems possess the potential to exhibit fundamentally different information scrambling dynamics beyond this paradigm. For many-body localized systems with strong ergodicity breaking, local transport vanishes and information scrambles logarithmically slowly. Whereas in Rydberg atom arrays, local qubit flips induce dynamical retardation on surrounding qubits through the Rydberg blockade effect, giving rise to quantum many-body scars that weakly break ergodicity, and resulting in the predicted unconventional quantum information spreading behaviours. Here, we present the first measurements of out-of-time-ordered correlators and Holevo information in a Rydberg atom array, enabling us to precisely track quantum information scrambling and transport dynamics. By leveraging these tools, we observe a novel spatio-temporal collapse-and-revival behaviour of quantum information, which differs from both typical chaotic and many-body localized systems. Our experiment sheds light on the unique information dynamics in many-body systems with kinetic constraints, and demonstrates an effective digital-analogue approach to coherently reverse time evolution and steer information propagation in near-term quantum devices.
- Abstract(参考訳): 孤立した量子多体系の相互作用は通常、局所的な情報をシステム全体にスクランブルし、発見不能にする。
エルゴディディディティ・ブレイキングシステムは、このパラダイムを超えた、根本的に異なる情報スクランブルダイナミクスを示す可能性を秘めている。
エルゴディディティが強い多体局所システムでは、ローカルトランスポートは消滅し、情報スクランブルは対数的に遅くなる。
ライドベルク原子配列では、局所量子ビットフリップは、リドベルク封鎖効果を通じて周囲の量子ビットの動的遅延を誘発し、エルゴディディティを弱く破壊する量子多体傷を生じさせ、予測された非伝統的な量子情報が振る舞いを広げる。
本稿では、Rydberg原子アレイにおいて、時間外順序付き相関器とHolevo情報を初めて測定し、量子情報の揺らぎと輸送のダイナミクスを正確に追跡する。
これらのツールを活用することで、典型的なカオスと多体局在システムとは異なる、量子情報の時空間的崩壊と復活の新たな挙動を観察する。
本実験は, 運動的制約を伴う多体系におけるユニークな情報力学に光を当て, 短期量子デバイスにおける時間進化とステア情報伝達を協調的に逆転させる効果的なディジタルアナログ手法を実証する。
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