論文の概要: Revealing quantum operator scrambling via measuring Holevo information on digital quantum simulators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.00918v1
• Date: Sun, 02 Mar 2025 14:40:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-05 19:17:28.604984
• Title: Revealing quantum operator scrambling via measuring Holevo information on digital quantum simulators
• Title（参考訳）: ディジタル量子シミュレータ上のホレボ情報測定による量子演算子スクランブルの探索
• Authors: Bin Sun, Geng-Bin Cao, Xi-Dan Hu, Dan-Bo Zhang,
• Abstract要約: 本稿では,演算子のホレボ情報による量子作用素の揺らぎの尺度を提案する。 演算子のサイズは演算子の特別な種類のホレボ情報と密接に関連していることを示す。 数値シミュレーションにより,統合可能系とカオス系を区別できることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.157663494487589
• License:
• Abstract: Quantum operator scrambling describes the spreading of local operators into the whole system in the picture of Heisenberg evolution, which is often quantified by the operator size growth. Here we propose a measure of quantum operator scrambling via Holevo information of operators, by taking its capacity to distinguish operator information locally. We show that the operator size is closely related to a special kind of Holevo information of operators. Moreover, we propose a feasible protocol for measuring Holevo information of operators on digital quantum simulators based on random states. Our numerical simulations show that the integrable system can be told apart from the chaotic system by measuring the spatial-temporal patterns of Holevo information. Furthermore, we find that error mitigation is required to restore the time-oscillation behavior of Holevo information for the integrable system, a crucial feature distinct from the chaotic one. Our work provides a new perspective to understand the information scrambling and quantum chaos from aspects of Holevo information of operators.
• Abstract（参考訳）: 量子作用素スクランブル(英: Quantum operator scrambling)は、ハイゼンベルク進化の図において、局所作用素が系全体に広がることを記述し、しばしば作用素のサイズ成長によって定量化される。 本稿では,演算子のホレボ情報を用いた量子演算子スクランブルの尺度を提案する。 演算子のサイズは演算子の特別な種類のホレボ情報と密接に関連していることを示す。 さらに,デジタル量子シミュレータ上での演算子のホレボ情報をランダムな状態に基づいて計測する,実現可能なプロトコルを提案する。 数値シミュレーションにより,ホレボ情報の時空間パターンを計測することにより,統合可能系とカオス系を区別できることを示す。 さらに,統合可能システムに対するHolevo情報の時間振動挙動を復元するためには,誤りの緩和が必要であることが判明した。 我々の研究は、演算子のホレボ情報の観点から、情報のスクランブルと量子カオスを理解するための新しい視点を提供する。

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