論文の概要: Choi echo: dynamical irreversibility and local decoherence in quantum many-body chaos

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.11030v1
• Date: Thu, 11 Dec 2025 19:00:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-15 15:48:11.530601
• Title: Choi echo: dynamical irreversibility and local decoherence in quantum many-body chaos
• Title（参考訳）: チョイエコー : 量子多体カオスにおける動的不可逆性と局所的デコヒーレンス
• Authors: Jose Alfredo de Leon, Miguel Gonzalez, Carlos Diaz-Mejia,
• Abstract要約: オープン量子力学における内在的不可逆性を定量化することは、多体系のデコヒーレンスと情報損失を理解する上で重要である。 本稿では,Choi状態の純度,量子チャネルの状態表現の操作的解釈を提供するChoi echoを紹介する。 また,Choiエコーは重要な動的特徴を捉えるが,パラメータ空間の特定の領域において,可積分-カオス遷移を解く能力を制限するという本質的な制約も示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantifying intrinsic irreversibility in open quantum dynamics is central to understanding decoherence and information loss in many-body systems. In this work, we introduce the Choi echo, which provides an operational interpretation of the purity of the Choi state, the state representation of a quantum channel, as a quantifier of the robustness of quantum correlations against local information erasure. We employ this framework to analyze the reduced dynamics of a subsystem and to test whether local decoherence probes quantum chaos in many-body systems. Across paradigmatic spin chain models, we show that while the Choi echo captures key dynamical features, it also exhibits intrinsic limitations that, in certain regions of parameter space, restrict its ability to resolve the integrable-to-chaos transition at the level of spectral correlations. In particular, we demonstrate that local decoherence can spuriously signal quantum chaos in integrable regimes, tracing them to the inability of a strictly local probe to distinguish efficient coherent transport from genuinely scrambling dynamics. Our results show that local decoherence signals are controlled by the entanglement generated between the probe and its environment during the dynamics, rather than by spectral correlations, clarifying the practical scope of local dynamical diagnostics.
• Abstract（参考訳）: オープン量子力学における内在的不可逆性を定量化することは、多体系のデコヒーレンスと情報損失を理解する上で重要である。 本稿では,局所情報消去に対する量子相関の堅牢性の定量化として,Choi状態の状態表現であるChoi状態の純粋性の操作的解釈を提供するChoi Echoを紹介する。 この枠組みは, サブシステムの減少するダイナミクスを解析し, 局所デコヒーレンスが多体系における量子カオスを探索するかどうかを検証するために用いられる。 パラダイム的スピンチェーンモデル全体では、Choiエコーは重要な力学特性を捉えるが、パラメータ空間の特定の領域において、スペクトル相関のレベルで可積分-カオス遷移を解く能力を制限するという本質的な制限も示している。 特に、局所的なデコヒーレンスが積分可能な状態における量子カオスを刺激的に信号し、それらを厳密に局所的なプローブができない状態まで追跡することで、効率的なコヒーレント輸送を真のスクランブル力学と区別できることを実証する。 その結果,局所的デコヒーレンス信号はスペクトル相関ではなく,プローブとその環境間の絡み合いによって制御され,局所的動的診断の実際的範囲を明らかにすることができた。

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