論文の概要: Quantum Randomness through Emergent Confinement Mechanism in Measured Tensor Network States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.16995v1
- Date: Wed, 23 Apr 2025 18:00:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-02 19:15:53.116525
- Title: Quantum Randomness through Emergent Confinement Mechanism in Measured Tensor Network States
- Title（参考訳）: 測定テンソルネットワーク状態における創発的閉じ込め機構による量子ランダム性
- Authors: Guglielmo Lami, Andrea De Luca, Xhek Turkeshi, Jacopo De Nardis,
- Abstract要約: 大規模ランダム量子状態は、量子コンピューティングと多体物理学にとって不可欠である。
本稿では,ランダムネットワークの局所的計測に基づく実践的手法を提案する。
閉じ込めは、より広い設定でランダムな状態生成の基盤となる一般的なメカニズムであることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Randomness is a fundamental aspect of quantum mechanics, arising from the measurement process that collapses superpositions into definite outcomes according to Born's rule. Generating large-scale random quantum states is crucial for quantum computing and many-body physics, yet remains a key challenge. We present a practical method based on local measurements of random Tensor Networks, focusing on random Matrix Product States (MPS) generated by two distinct quantum circuit architectures, both feasible on near-term devices. We certify the emergent quantum randomness using the frame potential and establish a mapping between its behavior and the statistical mechanics of a domain wall particle model. In both architectures, the effect of quantum measurements induces a nontrivial confinement mechanism, where domain walls are either trapped by an external potential or bound in pairs to form meson-like excitations. Our results, supported by both exact analytical calculations and numerical simulations, suggest that confinement is a general mechanism underlying random state generation in broader settings with local measurements, including quantum circuits and chaotic dynamics.
- Abstract（参考訳）: ランダムネスは量子力学の基本的な側面であり、ボルンの規則に従って重ね合わせを一定の結果に分解する測定過程から生じる。
大規模ランダムな量子状態の生成は、量子コンピューティングや多体物理学にとって重要であるが、依然として重要な課題である。
本稿では,2つの異なる量子回路アーキテクチャによって生成されるランダムマトリックス生成状態(MPS)に着目したランダムテンソルネットワークの局所的測定に基づく実用的な手法を提案する。
我々は、フレームポテンシャルを用いて創発的量子ランダム性を証明し、その挙動とドメインウォール粒子モデルの統計力学のマッピングを確立する。
両方のアーキテクチャにおいて、量子測定の効果は非自明な閉じ込め機構を誘導し、ドメインの壁は外部電位に閉じ込められるか、中間子のような励起を形成するために対に束縛される。
この結果は, 量子回路やカオス力学など, より広い領域でランダムな状態生成の基盤となる一般的なメカニズムであることを示唆している。
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