論文の概要: Enhanced entanglement from quantum ergodicity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.08067v1
- Date: Thu, 10 Jul 2025 17:48:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-14 18:03:54.133749
- Title: Enhanced entanglement from quantum ergodicity
- Title（参考訳）: 量子エルゴード性によるエンタングルメントの増強
- Authors: Amit Vikram,
- Abstract要約: エルゴディック力学は、パラメトリックに高い絡み合いを持つ量子状態の調製に直接利用できることを示す。
我々の分析は、量子情報処理の潜在的なリソースとして「エルゴディック」スペクトル統計を直接適用することを示唆している。
- 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: The quantum chaos conjecture associates the spectral statistics of a quantum system with abstract notions of quantum ergodicity. Such associations are taken to be of fundamental and sometimes defining importance for quantum chaos, but their practical relevance has been challenged by theoretical and experimental developments. Here, in counterpoint, we show that ergodic dynamics can be directly utilized for the preparation of quantum states with parametrically higher entanglement than generated by maximally scrambling circuits such as random unitaries. Our setting involves quantum systems coupled via a "non-demolition" interaction of conserved charges. We derive an exact relation between the evolving entanglement of an initial product state and a measure of spectral statistics of the interacting charges in this state. This connection is explained via a notion of Krylov vector ergodicity, tied to the ability of quantum dynamics to generate orthonormal states over time. We consider exploiting this phenomenon for the preparation of approximate Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) states between complex systems, a crucial resource for tasks such as quantum teleportation. We quantitatively show that the transfer of operators between entangled systems, which underlies the utility of the EPR state, can be performed with parametrically larger capacity for entanglement generated via ergodic dynamics than with maximal scrambling. Our analysis suggests a direct application of "ergodic" spectral statistics as a potential resource for quantum information tasks.
- Abstract（参考訳）: 量子カオス予想 (quantum chaos conjecture) は、量子系のスペクトル統計と、量子エルゴード性(英語版)の抽象的な概念を関連付ける。
このような関連性は、量子カオスにとって基本的なものであり、時には決定的な重要性を持つと考えられているが、その実践的関連性は理論的および実験的発展によって問題視されている。
ここでは, エルゴディック力学は, ランダムユニタリーなどの最大スクランブル回路によって生成されるものよりも, パラメトリックに高い絡み合いを持つ量子状態の調製に直接利用できることを示す。
我々の設定は、保存電荷の「非劣化」相互作用を介して結合された量子系を含む。
この状態における初期積状態の進化的絡み合いと相互作用する電荷のスペクトル統計量との正確な関係を導出する。
この接続はクリロフベクトルエルゴード性の概念を通じて説明され、時間とともに正則状態を生成する量子力学の能力と結びついている。
我々は,この現象を,量子テレポーテーションなどのタスクにおいて重要な資源である複素系間の近似アインシュタイン・ポドルスキー・ローゼン状態(EPR)の調製に利用することを検討する。
本研究では,EPR状態の効用を基礎とする絡み合い系間の演算子の移動を,エルゴディック力学により発生する絡み合いのパラメトリック的に大きな容量で行うことができることを示す。
我々の分析は、量子情報処理の潜在的なリソースとして「エルゴディック」スペクトル統計を直接適用することを示唆している。
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