論文の概要: Pseudochaotic Many-Body Dynamics as a Pseudorandom State Generator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.21268v1
• Date: Mon, 28 Oct 2024 17:58:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-29 12:20:30.095693
• Title: Pseudochaotic Many-Body Dynamics as a Pseudorandom State Generator
• Title（参考訳）: Pseudochaotic Many-Body Dynamics as a Pseudorom State Generator (特集 バイオサイバネティックスとバイオサイバネティックス)
• Authors: Wonjun Lee, Hyukjoon Kwon, Gil Young Cho,
• Abstract要約: 量子シミュレーション(pseudochaotic dynamics)と呼ばれる新しい量子多体ダイナミクスのクラスを導入する。 擬似カオス力学は、代表的擬似量子状態、特にランダムな部分集合相状態を生成することができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.835366072870476
• License:
• Abstract: We introduce a new class of quantum many-body dynamics in quantum simulations, namely 'pseudochaotic dynamics,' which generates computationally indistinguishable states from Haar-random states within the limited access to the measurement outcomes and runtime of quantum computations. While it is not chaotic, a defining characteristics of many-body quantum chaos, namely out-of-time-ordered correlators, fail to differentiate the pseudochaotic dynamics from chaotic one. We systematically construct such pseudochaotic unitary evolution and investigate their nature through extensive numerical and analytic calculations. Remarkably, we show that the pseudochaotic dynamics can generate a representative pseudo-quantum state, specifically a random subset-phase state, from initial computational states with a depth tightly bound by polylog(n) with the system size n, which opens up a practical route to realize pseudorandom states in near term quantum devices.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,量子シミュレーションにおける量子多体ダイナミクスの新たなクラス,すなわち「擬似カオス力学」を導入し,量子計算の結果と実行時への限られたアクセスにおいて,Haar-random状態から計算的に区別不可能な状態を生成する。 カオス的ではないが、多体量子カオス、すなわち時間外順序付き相関器の定義された特性は、カオス的力学とカオス的力学を区別することができない。 このような擬似カオス的ユニタリ進化を体系的に構築し、その性質を広範囲な数値計算と解析計算により調査する。 注目すべきことに、擬似カオス力学は、システムサイズnのポリログ(n)に密接な結びつきを持つ初期計算状態から、擬似量子状態、特にランダムなサブセット相の状態を生成することができ、近未来の量子デバイスにおける擬似ランダム状態を実現するための実用的な経路を開くことができる。

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