論文の概要: Clustering of Conditional Mutual Information via Quantum Belief-Propagation Channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.02235v2
• Date: Fri, 19 Sep 2025 04:39:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-22 14:11:06.958186
• Title: Clustering of Conditional Mutual Information via Quantum Belief-Propagation Channels
• Title（参考訳）: 量子信念伝搬チャネルによる条件付き相互情報のクラスタリング
• Authors: Kohtaro Kato, Tomotaka Kuwahara,
• Abstract要約: 条件付き相互情報(CMI)は近年,多体系における量子相関を特徴付ける重要な指標として注目されている。 そこで我々は,この問題の新しい定式化をEmphbelief propagation (BP) チャネルに基づいて導入する。 BPチャネルの準局所性を確立することはCMIの崩壊を意味し、したがって元の予想をより難解な問題に還元することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.297070083645049
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Conditional mutual information (CMI) has recently attracted significant attention as a key quantity for characterizing quantum correlations in many-body systems. While it is conjectured that CMI decays rapidly in finite-temperature Gibbs states, a complete and general proof remains elusive. In this work, we introduce a new formulation of the problem based on the \emph{belief propagation (BP) channel}, namely a completely positive trace-preserving (CPTP) map that realizes local perturbations of the Hamiltonian. Within this framework, we prove that establishing the quasi-locality of BP channels implies the decay of CMI, thereby reducing the original conjecture to a more tractable problem. We show that such quasi-local BP channels can be constructed under natural physical conditions, such as uniform rapid mixing or uniform clustering. Under these assumptions, we obtain conditional proofs of CMI decay valid at all temperatures. Moreover, because these assumptions are automatically satisfied at high temperatures, our results in that regime yield unconditional proofs of CMI decay. At the same time, in order to better understand the high-temperature behavior of Gibbs states, we revisit the cluster expansion method. Contrary to common intuition, we demonstrate that when multipartite correlations such as CMI are considered, the cluster expansion suffers from intrinsic divergence problems rooted in the Baker--Campbell--Hausdorff formula, revealing fundamental limitations of this traditional approach.
• Abstract（参考訳）: 条件付き相互情報(CMI)は近年,多体系における量子相関を特徴付ける重要な指標として注目されている。 CMIは有限温度ギブス状態において急速に崩壊すると推測されているが、完全かつ一般的な証明はいまだに解明されていない。 本稿では,この問題の新しい定式化について述べる。すなわち,ハミルトニアンの局所摂動を実現する完全正のトレース保存(CPTP)写像である。 この枠組みの中では、BPチャネルの準局所性を確立することはCMIの崩壊を意味することを証明し、したがって元の予想をより難解な問題に還元する。 このような準局所BPチャネルは、均一な急速混合や一様クラスタリングなど、自然の物理的条件下で構築可能であることを示す。 これらの仮定の下で、全ての温度で有効なCMI崩壊の条件付き証明を得る。 さらに、これらの仮定は高温で自動的に満たされるため、この状態における我々の結果はCMI崩壊の無条件証明となる。 同時に、ギブス状態の高温挙動をよりよく理解するために、クラスタ展開法を再検討する。 一般的な直観とは対照的に、CMIのような多部相関を考えると、クラスタ展開はベーカー-カンベル-ハウスドルフの公式に根ざした内在的発散問題に悩まされ、従来のアプローチの基本的限界が明らかになる。

関連論文リスト

• Thermal state preparation by repeated interactions at and beyond the Lindblad limit [41.94295877935867]
  本研究は, 繰り返し相互作用プロトコルによる熱流動特性と関連する準備(シミュレーション)時間について検討する。 我々は,Mpemba様の効果を観察する:最大混合状態から中間温度状態への熱化は,低温状態よりも長い時間を要する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-06-13T18:34:49Z)
• Quantum Gibbs states are locally Markovian [1.9643748953805944]
  有界相互作用次数を持つ任意のハミルトニアンに対して、量子ギブス状態は任意の温度で局所マルコフであることが示される。 任意の低温での仮想時間進化作用素の正規化方式を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-04-03T01:54:42Z)
• Conditional Mutual Information and Information-Theoretic Phases of Decohered Gibbs States [5.062448779099901]
  マルコフネットワークに局所散逸を加えると、それをアンフィデントマルコフネットワークへと変換する。 低温隠れマルコフネットワークは長距離CMIを維持可能であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-02-18T19:00:02Z)
• Crosscap Quenches and Entanglement Evolution [0.0]
  クロスキャップクエンチ(crosscap quench)と呼ばれる新しいクエンチプロトコルを提案する。 我々は共形場理論(CFT)を解析し、絡み合いエントロピーの時間進化における普遍的特徴を導出する。 非可積分スピン系および可積分スピン系における数値シミュレーションによりこれらの知見を検証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-24T18:59:58Z)
• Gapless Floquet topology [40.2428948628001]
  準エネルギースペクトルにおけるバルクギャップの欠如にもかかわらず,位相的エッジゼロモードとπモードの存在について検討した。 熱力学的限界におけるエッジモードに有限寿命を与える相互作用の効果を、フェルミの黄金律と整合した崩壊速度で数値的に研究する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-04T19:05:28Z)
• Clustering of conditional mutual information and quantum Markov structure at arbitrary temperatures [0.0]
  最近の研究では、単純な二部相関関数によって特徴づけられるエキゾチックな量子相が明らかにされている。 これらの相では、三部構造相関から生じる長距離の絡み合いが中心的な役割を果たす。 また, 低温でも, 広範囲に分布する三部体の絡み合いは, 長距離体制では生じないことが明らかとなった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-08T11:30:12Z)
• Many-Body Localization in the Age of Classical Computing [0.0]
  本総説では,MBL相の解明を目的とした最近の数値調査について述べる。 ドリフトは、多体系の力学で観察される熱化や非消滅輸送の傾向に関連している。 混乱した多体システムにおける熱化とその故障に関する疑問は、さらなる探査のために開放された領域である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-11T19:00:06Z)
• Neural-network quantum states for ultra-cold Fermi gases [49.725105678823915]
  この研究は、メッセージパッシングアーキテクチャに基づいたバックフロー変換を含む、新しいPfaffian-Jastrowニューラルネットワーク量子状態を導入する。 逆スピン対分布関数による強いペアリング相関の出現を観察する。 この結果から, ニューラルネットワーク量子状態は, 超低温フェルミガスの研究に有望な戦略をもたらすことが示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-15T17:46:09Z)
• Genuine Multipartite Correlations in a Boundary Time Crystal [56.967919268256786]
  境界時間結晶(BTC)における真の多重粒子相関(GMC)について検討する。 我々は(i)GMCの構造(順序)をサブシステム間で解析し、(ii)初期の非相関状態に対するビルドアップダイナミクスを解析する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-21T20:25:02Z)
• Fast Thermalization from the Eigenstate Thermalization Hypothesis [69.68937033275746]
  固有状態熱化仮説(ETH)は閉量子系における熱力学現象を理解する上で重要な役割を果たしている。 本稿では,ETHと高速熱化とグローバルギブス状態との厳密な関係を確立する。 この結果はカオス開量子系における有限時間熱化を説明する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-14T18:48:31Z)
• Out-of-time-order correlations and the fine structure of eigenstate thermalisation [58.720142291102135]
  量子情報力学と熱化を特徴付けるツールとして、OTOC(Out-of-time-orderor)が確立されている。 我々は、OTOCが、ETH(Eigenstate Thermalisation hypothesis)の詳細な詳細を調査するための、本当に正確なツールであることを明確に示している。 無限温度状態における局所作用素の和からなる可観測物の一般クラスに対して、$omega_textrmGOE$の有限サイズスケーリングを推定する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-01T17:51:46Z)
• Probing eigenstate thermalization in quantum simulators via fluctuation-dissipation relations [77.34726150561087]
  固有状態熱化仮説(ETH)は、閉量子多体系の平衡へのアプローチの普遍的なメカニズムを提供する。 本稿では, ゆらぎ・散逸関係の出現を観測し, 量子シミュレータのフルETHを探索する理論に依存しない経路を提案する。 我々の研究は、量子シミュレータにおける熱化を特徴づける理論に依存しない方法を示し、凝縮物質ポンプ-プローブ実験をシミュレーションする方法を舗装する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-20T18:00:02Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。