論文の概要: Fast computational deep thermalization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.13670v1
- Date: Fri, 18 Jul 2025 05:42:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-21 20:43:26.194589
- Title: Fast computational deep thermalization
- Title（参考訳）: 高速計算深部熱化
- Authors: Shantanav Chakraborty, Soonwon Choi, Soumik Ghosh, Tudor Giurgică-Tiron,
- Abstract要約: 深熱化(Deep thermalization)とは、部分的な測定によって量子系からハール様のランダムネスが出現することを指す。
計算深部熱化を導入し、無限の有効温度で観測できる最も高速な動力学を構築した。
以上の結果から, 量子状態の構造から熱的挙動が生じる計算熱化の新たな形態が示された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Deep thermalization refers to the emergence of Haar-like randomness from quantum systems upon partial measurements. As a generalization of quantum thermalization, it is often associated with high complexity and entanglement. Here, we introduce computational deep thermalization and construct the fastest possible dynamics exhibiting it at infinite effective temperature. Our circuit dynamics produce quantum states with low entanglement in polylogarithmic depth that are indistinguishable from Haar random states to any computationally bounded observer. Importantly, the observer is allowed to request many copies of the same residual state obtained from partial projective measurements on the state -- this condition is beyond the standard settings of quantum pseudorandomness, but natural for deep thermalization. In cryptographic terms, these states are pseudorandom, pseudoentangled, and crucially, retain these properties under local measurements. Our results demonstrate a new form of computational thermalization, where thermal-like behavior arises from structured quantum states endowed with cryptographic properties, instead of from highly unstructured ensembles. The low resource complexity of preparing these states suggests scalable simulations of deep thermalization using quantum computers. Our work also motivates the study of computational quantum pseudorandomness beyond BQP observers.
- Abstract（参考訳）: 深熱化(Deep thermalization)とは、部分的な測定によって量子系からハール様のランダムネスが出現することを指す。
量子熱化の一般化として、しばしば複雑さと絡み合いと関連付けられる。
本稿では, 計算深部熱化を導入し, 無限の有効温度で観測できる最も高速なダイナミックスを構築する。
我々の回路力学は、Haarランダム状態から計算的に有界なオブザーバに区別できない多対数深さの低い量子状態を生成する。
重要なことに、観測者は状態に関する部分的な射影測定から得られる同じ残留状態の多くのコピーを要求できる。
暗号用語では、これらの状態は擬似乱数であり、擬似絡み合いであり、決定的にこれらの性質を局所的な測定の下で保持する。
この結果から,非構造的なアンサンブルではなく,構造量子状態から熱的挙動が生じる計算熱化の新たな形態が示された。
これらの状態を作成する際の低リソースの複雑さは、量子コンピュータを用いた深部熱化のスケーラブルなシミュレーションを示唆している。
我々の研究は、BQP観測者を超えた計算量子擬似ランダム性の研究も動機付けている。
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