論文の概要: Quantum complexity phase transition in fermionic quantum circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.22125v1
• Date: Tue, 29 Jul 2025 18:00:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-31 16:14:17.79074
• Title: Quantum complexity phase transition in fermionic quantum circuits
• Title（参考訳）: フェルミオン量子回路における量子複雑性相転移
• Authors: Wei Xia, Yijia Zhou, Xingze Qiu, Xiaopeng Li,
• Abstract要約: 我々は、量子パーコレーションモデル上でのクリロフ複雑性相転移の一般的なスケーリング理論を開発する。 多様な格子にまたがる非相互作用系について、我々のスケーリング理論は、KCPTが古典的なパーコレーション遷移と一致することを明らかにしている。 相互作用系に対して、KCPTは、非常に複雑な量子多体効果によるパーコレーション遷移からの一般的な分離を発達させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.723621424225973
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Understanding the complexity of quantum many-body systems has been attracting much attention recently for its fundamental importance in characterizing complex quantum phases beyond the scope of quantum entanglement. Here, we investigate Krylov complexity in quantum percolation models (QPM) and establish unconventional phase transitions emergent from the interplay of exponential scaling of the Krylov complexity and the number of spanning clusters in QPM. We develop a general scaling theory for Krylov complexity phase transitions (KCPT) on QPM, and obtain exact results for the critical probabilities and exponents. For non-interacting systems across diverse lattices (1D/2D/3D regular, Bethe, and quasicrystals), our scaling theory reveals that the KCPT coincides with the classical percolation transition. In contrast, for interacting systems, we find the KCPT develops a generic separation from the percolation transition due to the highly complex quantum many-body effects, which is analogous to the Griffiths effect in the critical disorder phase transition. To test our theoretical predictions, we provide a concrete protocol for measuring the Krylov complexity, which is accessible to present experiments.
• Abstract（参考訳）: 量子多体系の複雑性を理解することは、量子エンタングルメントの範囲を超えて複雑な量子相を特徴づけることの基本的な重要性から、近年多くの注目を集めている。 本稿では,量子パーコレーションモデル(QPM)におけるクリロフの複雑性について検討し,クリロフ複雑性の指数的スケーリングとQPM内の分散クラスタ数との相互作用から生じる非伝統的な相転移を確立する。 我々は、QPM上のクリロフ複雑性相転移(KCPT)の一般的なスケーリング理論を開発し、臨界確率と指数の正確な結果を得る。 多様な格子(1D/2D/3D正則、Bethe、準結晶)にまたがる非相互作用系について、我々のスケーリング理論は、KCPTが古典的なパーコレーション遷移と一致することを明らかにしている。 対照的に、相互作用系では、KCPTは、臨界障害相転移におけるグリフィス効果に類似した、非常に複雑な量子多体効果によるパーコレーション遷移からの一般的な分離を発達させる。 理論的予測をテストするため、Krylov複雑性を測定するための具体的なプロトコルを提供する。

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