論文の概要: Collision-assisted information scrambling on a configurable photonic chip
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.16417v1
- Date: Thu, 19 Jun 2025 15:53:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-23 19:00:05.149907
- Title: Collision-assisted information scrambling on a configurable photonic chip
- Title（参考訳）: 構成可能なフォトニックチップ上での衝突支援情報スクランブル
- Authors: Xiao-Wen Shang, Shu-Yi Liang, Guan-Ju Yan, Xin-Yang Jiang, Zi-Ming Yin, Hao Tang, Jian-Peng Dou, Ze-Kun Jiang, Yu-Quan Peng, Xian-Min Jin,
- Abstract要約: 本稿では,オープン量子システムにおける情報スクランブルを調査するためのフォトニック回路を提案する。
我々は,光子伝播の数値シミュレーションを行い,三部体の相互情報はシステム環境と環境環境の相互作用に依存することを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.06210593921941
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Quantum interference and entanglement are in the core of quantum computations. The fast spread of information in the quantum circuit helps to mitigate the circuit depth. Although the information scrambling in the closed systems has been proposed and tested in the digital circuits, how to measure the evolution of quantum correlations between systems and environments remains a delicate and open question. Here, we propose a photonic circuit to investigate the information scrambling in an open quantum system by implementing the collision model with cascaded Mach-Zehnder interferometers. We numerically simulate the photon propagation and find that the tripartite mutual information strongly depends on the system-environment and environment-environment interactions. We further reduce the number of observables and the number of shots required to reconstruct the density matrix by designing an enhanced compressed sensing. Our results provide a reconfigurable photonic platform for simulating open quantum systems and pave the way for exploring controllable dissipation and non-Markovianity in discrete-variable photonic computing.
- Abstract（参考訳）: 量子干渉と絡み合いは量子計算の中核にある。
量子回路における情報の急速な拡散は、回路の深さを緩和するのに役立つ。
クローズド・システムにおける情報がデジタル回路で提案されテストされているが、システムと環境の間の量子相関の進化を測定する方法は微妙でオープンな問題である。
ここでは、カスケードされたマッハ・ツェンダー干渉計を用いた衝突モデルを実装することにより、オープン量子系における情報スクランブルを調査するためのフォトニック回路を提案する。
我々は,光子伝播の数値シミュレーションを行い,三部体の相互情報はシステム環境と環境環境の相互作用に強く依存していることを見出した。
さらに、圧縮されたセンシングを設計することにより、観測可能なものの数と、密度行列を再構築するために必要なショット数をさらに削減する。
この結果は、オープン量子系をシミュレートするための再構成可能なフォトニックプラットフォームを提供し、離散可変フォトニックコンピューティングにおける制御可能な散逸と非マルコフ性を探究する方法を舗装する。
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