論文の概要: Temporal nonclassicality in continuous-time quantum walks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.18873v1
• Date: Sun, 21 Dec 2025 20:15:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-23 18:54:32.537913
• Title: Temporal nonclassicality in continuous-time quantum walks
• Title（参考訳）: 連続時間量子ウォークにおける時間的非古典性
• Authors: Paolo Luppi, Claudia Benedetti, Andrea Smirne,
• Abstract要約: 非古典性の単一時間と多時間量子化器を組み合わせることで、連続時間量子ウォークの真に量子的な特徴を解明する。 D_mathrmQC(t)$の既知の線形スケーリングとは異なる、$barK(t)$の二次的短時間スケーリングを実証する。 次に、その解析をマルコフの開系力学に拡張し、位置ベースとエネルギーベースでのデファス化に焦点をあてる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate the genuinely quantum features of continuous-time quantum walks by combining a single-time and a multi-time quantifier of nonclassicality. On the one hand, we consider the quantum-classical dynamical distance $D_{\mathrm{QC}}(t)$, which measures the departure of the time-evolved quantum state of a continuous-time quantum walk from the classical state of a random walk on the same graph. On the other, we analyse the joint probability distributions associated with sequential measurements of the walker's position, assessing their violation of the classical Kolmogorov consistency conditions via a dedicated quantifier $\bar{K}(t)$. We demonstrate a quadratic short-time scaling of $\bar{K}(t)$, which differs from the known linear scaling of $D_{\mathrm{QC}}(t)$, but, as the latter, is fully determined by the degree of the initially occupied node and is independent of the global graph topology. At longer times, instead, $\bar{K}(t)$ exhibits a pronounced topology-driven behavior: it is strongly suppressed on complete graphs while remaining finite and oscillatory on cycles, in contrast with the almost topology-independent asymptotics of $D_{\mathrm{QC}}(t)$. We then extend the analysis to Markovian open-system dynamics, focusing on dephasing in the position basis (Haken-Strobl model) and in the energy basis (intrinsic decoherence). Site dephasing drives both quantifiers to zero, with the decay of $\bar{K}(t)$ controlled by the spectral gap of the corresponding Lindblad generator. By contrast, energy-basis dephasing preserves a finite asymptotic value of $\bar{K}(t)$, depending on the overlap structure of the Laplacian eigenspaces with the site basis.
• Abstract（参考訳）: 非古典性の単一時間と多時間量子化器を組み合わせることで、連続時間量子ウォークの真に量子的な特徴を解明する。 一方、量子-古典力学距離 $D_{\mathrm{QC}}(t)$ は、同じグラフ上のランダムウォークの古典状態から連続時間量子ウォークの時間進化量子状態のずれを測定する。 一方、歩行者の位置の逐次測定に関連する関節確率分布を解析し、専用量化器$\bar{K}(t)$を介して古典的コルモゴロフ整合条件の違反を評価する。 D_{\mathrm{QC}}(t)$ の既知の線形スケーリングとは異なる $\bar{K}(t)$ の二次的短時間スケーリングを示すが、後者は、初期占有ノードの次数によって完全に決定され、大域グラフトポロジーとは独立である。 D_{\mathrm{QC}}(t)$ のほとんど位相に依存しない漸近とは対照的に、より長い時間で、$\bar{K}(t)$ は完備グラフ上で強く抑制され、サイクル上で有限で振動する。 次に、その解析をマルコフ開系力学に拡張し、位置ベース(Haken-Stroblモデル)とエネルギーベース(inrinsic decoherence)のデフォーカスに焦点を当てる。 サイト dephasing は両方の量化器を 0 に駆動し、対応するリンドブラッド生成器のスペクトルギャップによって $\bar{K}(t)$ の減衰が制御される。 対照的に、エネルギ・ベーシス・デプレッションは、サイト基底のラプラシア固有空間の重なり構造に依存して、$\bar{K}(t)$の有限漸近値を保存する。

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