論文の概要: Out-of-time-order correlator computation based on discrete truncated Wigner approximation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.14221v2
• Date: Wed, 30 Apr 2025 11:23:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-02 19:15:52.224317
• Title: Out-of-time-order correlator computation based on discrete truncated Wigner approximation
• Title（参考訳）: 離散切替ウィグナー近似に基づく時間外相関器計算
• Authors: Tatsuhiko Shirai, Takashi Mori,
• Abstract要約: 本稿では,時間外相関器を計算するための離散的な Wigner 近似 (DTWA) に基づく手法を提案する。 この研究は、長距離相互作用量子スピン系のスクランブルダイナミクスを研究するための新しい技術を提供し、実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.604003661048267
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose a method based on the discrete truncated Wigner approximation (DTWA) for computing out-of-time-order correlators. This method is applied to long-range interacting quantum spin systems where the interactions decay as a power law with distance. As a demonstration, we use a squared commutator of local operators and its higher-order extensions that describe quantum information scrambling under Hamilton dynamics. Our results reveal that the DTWA method accurately reproduces the exact dynamics of the average spreading of quantum information (i.e., the squared commutator) across all time regimes in strongly long-range interacting systems. We also identify limitations in the DTWA method when capturing dynamics in weakly long-range interacting systems and the fastest spreading of quantum information. Then we apply the DTWA method to investigate the system-size dependence of the scrambling time in strongly long-range interacting systems. We reveal that the scaling behavior of the scrambling time for large system sizes qualitatively changes depending on the interaction range. This work provides and demonstrates a new technique to study scrambling dynamics in long-range interacting quantum spin systems
• Abstract（参考訳）: 本稿では,時間外相関器を計算するための離散的な Wigner 近似 (DTWA) に基づく手法を提案する。 この方法は、相互作用が距離を持つパワー則として崩壊する長距離相互作用量子スピン系に適用される。 実演として、局所作用素の2乗換算器と、ハミルトン力学の下でスパーリングする量子情報を記述する高次拡張を用いる。 その結果、DTWA法は、強い長距離相互作用系における全ての時間状態における平均量子情報の拡散の正確なダイナミクスを正確に再現できることが判明した。 また、弱い長距離相互作用系における力学を捉えるときのDTWA法における制限や、量子情報の最速拡散についても検討する。 次に,DTWA法を適用し,強い長距離相互作用系におけるスクランブル時間のシステムサイズ依存性について検討する。 本研究では,大規模なシステムサイズにおけるスクランブル時間のスケーリング動作が,相互作用範囲によって質的に変化することを明らかにした。 この研究は、長距離相互作用量子スピン系におけるスクランブルダイナミクスの研究のための新しい技術を提供し、実証する。

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