論文の概要: Initial-State Typicality in Quantum Relaxation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.01709v1
• Date: Mon, 03 Nov 2025 16:19:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-05 16:37:27.323369
• Title: Initial-State Typicality in Quantum Relaxation
• Title（参考訳）: 量子緩和における初期状態の典型性
• Authors: Ruicheng Bao,
• Abstract要約: システムサイズが大きくなるにつれて、緩和はほぼ初期状態に依存しないことが示される。 これを「典型的強Mpemba効果」と「典型的緩和時間」の2つの新しい概念で定式化する。
• 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: Relaxation in open quantum systems is fundamental to quantum science and technologies. Yet, the influence of the initial state on relaxation remains a central, largely unanswered question. Here, by systematically characterizing the relaxation behavior of generic initial states, we uncover a typicality phenomenon in high-dimensional open quantum systems: relaxation becomes nearly initial-state-independent as system size increases under verifiable conditions. Crucially, we prove this typicality for thermalization processes above a size-independent temperature. Our findings extend the typicality to open quantum dynamics, in turn identifying a class of systems where two widely used quantities -- the Liouvillian gap and the maximal relaxation time -- merit re-examination. We formalize this with two new concepts: the 'typical strong Mpemba effect' and the 'typical relaxation time'. Beyond these conceptual advances, our results provide practical implications: a scalable route to accelerating relaxation and a typical mixing-time benchmark that complements conventional worst-case metrics for quantum simulations and state preparation.
• Abstract（参考訳）: オープン量子システムにおける緩和は、量子科学と技術の基礎である。 しかし、初期状態が緩和に与える影響は、いまだ中心的で、ほとんど答えられていない問題である。 ここでは、一般的な初期状態の緩和挙動を体系的に特徴づけることで、高次元の開量子系における典型的現象を明らかにする。 重要なことに, 温度非依存の温度を超える熱化プロセスにおいて, この典型性を証明している。 我々の発見は、典型性をオープン量子力学に拡張し、次に、広く使われている2つの量、すなわち、リウヴィリアのギャップと最大緩和時間(英語版)が再検討されるシステムのクラスを特定する。 これを「典型的強いムペンバ効果」と「典型的緩和時間」という2つの新しい概念で定式化する。 緩和を加速するスケーラブルな経路と、量子シミュレーションと状態準備のための従来の最悪のメトリクスを補完する典型的な混合時間ベンチマークである。

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