論文の概要: Thermalization and Many-Body Zeno Effect in monitored Hamiltonian Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.13574v1
• Date: Tue, 19 Aug 2025 07:06:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-20 15:36:31.827495
• Title: Thermalization and Many-Body Zeno Effect in monitored Hamiltonian Dynamics
• Title（参考訳）: モニタリングされたハミルトン動力学における熱化と多体ゼノ効果
• Authors: Jia-Jin Feng, Quntao Zhuang,
• Abstract要約: ランダム量子状態は、量子情報科学における様々な応用に不可欠である。 真にランダムな状態を生成する以前のアプローチは、システムを熱化するために大きな入浴に依存していた。 ハミルトン進化によって駆動されるホログラフィック深部熱化に基づく別のアプローチを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4604003661048266
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Random quantum states are essential for various applications in quantum information science. Prior approaches of generating genuine random states rely on a large bath to thermalize the system, such that a subsequent measurement on the bath post-selects a random state for the system. To reduce the size of the required bath, we propose an alternative approach based on holographic deep thermalization driven by Hamiltonian evolution, combined with mid-circuit measurements. By trading spatial and time resources, our approach achieves genuine randomness with a bath of constant size that is independent of the system size. We quantify randomness with the frame potential and analyze its dynamics throughout the evolution. Given a total evolution time, as we increase the number of mid-circuit measurements, the frame potential initially decreases exponentially with the number of measurements, due to the mechanism of holographic deep thermalization. Past a critical number of mid-circuit measurements, the frame potential rises again, signaling the onset of the quantum Zeno effect. We provide analytical results for the asymptotic behavior of the frame potential, which are in good agreement with the numerical simulations. Our findings offer practical guidance for generating Haar-random ensembles through Hamiltonian evolution and controlled measurement.
• Abstract（参考訳）: ランダム量子状態は、量子情報科学における様々な応用に不可欠である。 真にランダムな状態を生成する以前のアプローチは、システムの熱化のための大きな浴に依存しており、その後に浴の計測によってシステムのランダムな状態が選択される。 必要な浴槽の大きさを小さくするため,ハミルトンの進化にともなうホログラフィック深部熱化と中循環測定を併用した代替手法を提案する。 空間的資源と時間的資源を交換することにより,システムサイズに依存しない一定サイズの浴槽を用いて,真のランダム性を実現する。 我々は、フレームポテンシャルとランダム性を定量化し、進化を通してその力学を解析する。 総進化時間を考えると、ホログラフィック深部熱化のメカニズムにより、中間回路測定の数が増加するにつれて、フレーム電位は測定の回数とともに指数関数的に減少する。 臨界数の中間回路測定の後、フレーム電位は再び上昇し、量子ゼノ効果の開始を示唆する。 数値シミュレーションとよく一致したフレーム電位の漸近挙動の解析結果を提供する。 本研究はハミルトンの進化と制御された測定によってハールランダムのアンサンブルを生成するための実践的なガイダンスを提供する。

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