論文の概要: Characterizing quantum dynamics using multipartite entanglement generation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.10477v1
• Date: Thu, 15 May 2025 16:25:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-16 22:29:06.418589
• Title: Characterizing quantum dynamics using multipartite entanglement generation
• Title（参考訳）: 多部交絡生成を用いた量子力学のキャラクタリゼーション
• Authors: Gaurav Rudra Malik, Rohit Kumar Shukla, S. Aravinda, Sunil Kumar Mishra,
• Abstract要約: 絡み合いは多体量子システムの決定的な特徴であり、量子コンピューティングにとって必須の要件である。 したがって、量子情報処理におけるその要件を含むアプリケーションのために複製された可能性があるため、大きなシステム内で絡み合いを発生させる物理過程を研究するのが有用である。 絡み合いの発生を最大化するための道のりは、情報スクランブルの現象、すなわち、システム全体を通して初期局所化された情報の転送に依存することである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Entanglement is a defining feature of many-body quantum systems and is an essential requirement for quantum computing. It is therefore useful to study physical processes which generate entanglement within a large system, as they maybe replicated for applications involving the said requirements in quantum information processing. A possible avenue to maximize entanglement generation is to rely on the phenomena of information scrambling, i.e. transport of initially localized information throughout the system. Here the rationale is that the spread of information carries with it an inherent capacity of entanglement generation. Scrambling greatly depends upon the dynamical nature of the system Hamiltonian, and the interplay between entanglement generation and information scrambling maybe investigated taking a chain of interacting spins on a one dimensional lattice. This system is analogous to an array of qubits and this relative simplicity implies that the resulting unitary dynamics can be efficiently simulated using present-day cloud based NISQ devices. In our present work, we consider such a spin model which is made up of nearest and next nearest neighbor XXZ Model, along with an introduced coupling term lambda. This coupling term serves as a tuning parameter which modifies the dynamical nature of the system from the integrable to the quantum chaotic regime. In order to quantify the entanglement generated within the system we use the more general multipartite metric which computes the average entanglement across all system bipartitions to obtain a global picture of the entanglement structure within the entire system.
• Abstract（参考訳）: 絡み合いは多体量子システムの決定的な特徴であり、量子コンピューティングにとって必須の要件である。 したがって、量子情報処理におけるその要件を含むアプリケーションのために複製された可能性があるため、大きなシステム内で絡み合いを発生させる物理過程を研究するのが有用である。 絡み合いの発生を最大化するための道のりは、情報スクランブルの現象、すなわち、システム全体を通して初期局所化された情報の転送に依存することである。 ここでの理論的根拠は、情報の拡散は、それが本質的に絡み合う生成能力をもたらすということである。 スクランブルはハミルトニアン系の力学の性質に大きく依存しており、絡み合い生成と情報スクランブルの間の相互作用は、一次元格子上の相互作用するスピンの連鎖を取ることを研究する可能性がある。 このシステムは量子ビットの配列に類似しており、この相対的な単純さは、結果として生じるユニタリダイナミクスを現在のクラウドベースのNISQデバイスで効率的にシミュレートできることを意味している。 本研究では, 近辺および近辺のXXZモデルと結合項ラムダを用いたスピンモデルについて検討する。 この結合項は、積分可能状態から量子カオス状態へシステムの動的性質を変更するチューニングパラメータとして機能する。 システム内で発生した絡み合いを定量化するために、システム内の絡み合い構造の大域的な図を得るために、システム分割全体にわたる平均絡み合いを計算するより一般的なマルチパーティイト計量を用いる。

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