論文の概要: Diagnosing chaos with projected ensembles of process tensors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.13930v1
- Date: Wed, 19 Feb 2025 18:06:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-20 13:58:43.994303
- Title: Diagnosing chaos with projected ensembles of process tensors
- Title（参考訳）: プロセステンソルの投影アンサンブルによるカオスの診断
- Authors: Peter O'Donovan, Neil Dowling, Kavan Modi, Mark T. Mitchison,
- Abstract要約: 我々は,プロセステンソルの純粋状態のアンサンブルを局所的介入に基づいて導入し,よりきめ細かい量子カオスのプローブを定義する。
エンサンブル内の特徴的な絡み合い構造は、量子力学とエンテンポピーの欠陥を克服し、積分可能力学と急激なカオスを区別することができる。
我々の研究は、相互作用する量子プロセスにおけるカオスの指紋を解明し、ユニタリおよびモニタリングされた多体ダイナミクスを解析するための統一的なフレームワークを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.22499166814992436
- License:
- Abstract: The process tensor provides a general representation of a quantum system evolving under repeated interventions and is fundamental for numerical simulations of local many-body dynamics. In this work, we introduce the projected process ensemble, an ensemble of pure output states of a process tensor in a given basis of local interventions, and use it to define increasingly more fine-grained probes of quantum chaos. The first moment of this ensemble encapsulates numerous previously studied chaos quantifiers, including the Alicki-Fannes quantum dynamical entropy, butterfly flutter fidelity, and spatiotemporal entanglement. We discover characteristic entanglement structures within the ensemble's higher moments that can sharply distinguish chaotic from integrable dynamics, overcoming deficiencies of the quantum dynamical and spatiotemporal entropies. These conclusions are supported by extensive numerical simulations of many-body dynamics for a range of spin-chain models, including non-interacting, interacting-integrable, chaotic, and many-body localized regimes. Our work elucidates the fingerprints of chaos on spatiotemporal correlations in quantum stochastic processes, and provides a unified framework for analyzing the complexity of unitary and monitored many-body dynamics.
- Abstract（参考訳）: プロセステンソルは、繰り返しの介入の下で進化する量子系の一般的な表現を提供し、局所的な多体力学の数値シミュレーションの基礎となる。
本研究では,局所的介入に基づいてプロセステンソルの純粋出力状態の集合である投影されたプロセスアンサンブルを導入し,よりきめ細かい量子カオスのプローブを定義する。
このアンサンブルの最初の瞬間は、Alicki-Fannes量子力学エントロピー、蝶のフラッターフィデリティ、時空間エンタングルメントなど、以前に研究された多くのカオス量子化器をカプセル化している。
我々は、エンサンブルの高次モーメント内の特徴的な絡み合い構造を発見し、量子力学と時空間エントロピーの欠陥を克服し、カオスと可積分力学を著しく区別することができる。
これらの結論は、非相互作用性、相互作用可積分性、カオス性、多体局在状態を含む、様々なスピン鎖モデルに対する多体ダイナミクスの広範な数値シミュレーションによって支持される。
我々の研究は、量子確率過程における時空間相関におけるカオスの指紋を解明し、ユニタリおよびモニタリングされた多体ダイナミクスの複雑さを解析するための統一的な枠組みを提供する。
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