論文の概要: Prethermalization, shadowing breakdown, and the absence of Trotterization transition in quantum circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.15521v1
- Date: Wed, 21 May 2025 13:46:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-22 15:42:59.673763
- Title: Prethermalization, shadowing breakdown, and the absence of Trotterization transition in quantum circuits
- Title（参考訳）: 量子回路における前温化, シャドーダウン, およびトロタライズ遷移の欠如
- Authors: Marko Znidaric,
- Abstract要約: 実効エネルギーはトロッター誤差より安定であることを示す。
以前の主張とは対照的に、積分不可能な多体量子系ではトロッター化遷移は存在しない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: One of premier utilities of present day noisy quantum computers is simulation of many-body quantum systems. We study how long in time is such a discrete-time simulation representative of a continuous time Hamiltonian evolution, namely, a finite time-step introduces so-called Trotterization errors. We show that the truncated operator propagator (Ruelle-Pollicott resonances) is a powerful tool to that end, as well as to study prethermalization and discrete time crystals, including finding those phenomena at large gate duration, and can be used to calculate diffusion constant. We show that the effective energy is more stable than suggested by Trotter errors -- a manifestation of prethermalization -- while all other observables are not. Even such the most stable observable though deteriorates in the thermodynamic limit. Different than in classical systems with the strongest chaos, where the faithfulness time (the shadowing time) can be infinite, in quantum many-body chaotic systems it is finite. A corollary of our results is also that, opposite to previous claims, there is no Trotterization transition in non-integrable many-body quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 現在のノイズの多い量子コンピュータの主要なユーティリティの1つは、多体量子システムのシミュレーションである。
連続時間ハミルトン進化の離散時間シミュレーションとして,時間経過の有限がトロタライズエラー(Trotterization error)と呼ばれる。
本研究は, トリュンキャット演算子プロパゲータ(ルエル・ポリコット共振器)がその目的を達成するための強力なツールであることを示すとともに, それらの現象を大きなゲート長で発見することを含め, 予熱および離散時間結晶の研究に役立てること, 拡散定数の計算に使用できることを示す。
有効エネルギーはトロッターの誤差(予熱の兆候)によって示唆されるよりも安定であるが、他の観測可能なものは全てそうではない。
このような最も安定な観測可能であるとしても、熱力学の限界は悪化する。
最も強いカオスを持つ古典システムとは異なり、量子多体カオス系では忠実時間(シャドウイング時間)は無限である。
我々の結果は、以前の主張とは対照的に、非可積分多体量子系ではトロッター化遷移は存在しないということでもある。
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