論文の概要: Boomerang quantum walks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.01532v1
- Date: Fri, 02 May 2025 18:37:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-06 18:49:35.165611
- Title: Boomerang quantum walks
- Title（参考訳）: ブーメラン量子ウォーク
- Authors: A. R. C. Buarque, W. S. Dias, Ernesto P. Raposo,
- Abstract要約: ランダム位相障害を受けた離散時間量子ウォーク(DTQW)における量子ブーメラン効果の出現について検討した。
解析の結果,この効果はDTQWの固有運動量ダイナミクスからのみ生じる可能性が示唆された。
このような内部状態に関連するブーメラン効果の選択的性質は、量子輸送を制御するための貴重な洞察を明らかにしている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this study, we investigate the emergence of the quantum boomerang effect in discrete-time quantum walks (DTQWs) subjected to random phase disorder. Our analysis shows that this effect can arise solely from the intrinsic momentum dynamics of the DTQW, without requiring external bias or asymmetry. We explore the evolution of the mean position of the quantum walker, denoted as $\overline{X}(t)$, under various initial conditions of the walker and quantum coin operators. The results indicate a significant dependence of the observed phenomena on the choice of initial state, enabling the selective induction of the quantum boomerang effect in both or only one portion of the wavepacket associated with specific internal states. By varying the quantum coin parameter $\theta$, we find that the maximum mean position follows a power-law decay near the Pauli-Z coin, characterized by $X_{\text{Max}} \sim \theta^{-2}$. Additionally, we identify a scaling behavior $X_{\text{Max}} \sim W^{-2}$, which is consistent with the localization length observed in disordered quantum systems. Such a selective nature of the boomerang effect related to internal states reveals valuable insights for controlling quantum transport, which could lead to applications in quantum state management, spatial separation of quantum information carriers, and targeted information retrieval.
- Abstract（参考訳）: 本研究では、離散時間量子ウォーク(DTQW)におけるランダム位相障害による量子ブーメラン効果の出現について検討する。
この効果は、外部バイアスや非対称性を必要とせずに、DTQWの固有運動量ダイナミクスからのみ生じる可能性がある。
ウォーカーおよび量子コイン演算子の様々な初期条件下で、量子ウォーカーの平均位置の進化を$\overline{X}(t)$と表す。
その結果、観測された現象が初期状態の選択に大きく依存していることが示され、特定の内部状態に関連付けられたウェーブパケットの2つまたは1つの部分において、量子ブーメラン効果の選択的誘導を可能にした。
X_{\text{Max}} \sim \theta^{-2}$ を特徴とする、パウリ-Z のコインの近くでは、最大平均位置は、パワー・ローの崩壊に従っている。
さらに、乱量子系で観測される局所化長と一致するスケーリング挙動 $X_{\text{Max}} \sim W^{-2}$ を同定する。
このような内部状態に関連するブーメラン効果の選択的性質は、量子状態管理、量子情報キャリアの空間的分離、およびターゲットとなる情報検索の応用につながる可能性がある量子輸送を制御するための貴重な洞察を明らかにしている。
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