論文の概要: Measuring out-of-time-order correlators on a quantum computer based on an irreversibility-susceptibility method

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.22643v1
• Date: Sat, 27 Dec 2025 16:33:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-30 22:37:30.156577
• Title: Measuring out-of-time-order correlators on a quantum computer based on an irreversibility-susceptibility method
• Title（参考訳）: 可逆性受容法に基づく量子コンピュータ上の時間外相関器の測定
• Authors: Haruki Emori, Hiroyasu Tajima,
• Abstract要約: 量子コンピュータ上でのOTOC(Out-of-time-ordered correlator)の実験的検討を行った。 熱ギブス状態で作製したXXZスピン1/2鎖の量子力学について検討した。
• 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: The out-of-time-ordered correlator (OTOC) is a powerful tool for probing quantum information scrambling, a fundamental process by which local information spreads irreversibly throughout a quantum many-body system. Experimentally measuring the OTOC, however, is notoriously challenging due to the need for time-reversed evolution. Here, we present an experimental evaluation of the OTOC on a quantum computer, using three distinct protocols to address this challenge: the rewinding time method (RTM), the weak-measurement method (WMM), and the irreversibility-susceptibility method (ISM). Our experiments investigate the quantum dynamics of an XXZ spin-1/2 chain prepared in a thermal Gibbs state. As a key contribution, we provide the first experimental demonstration of the ISM, using the numerical emulator of the trapped-ion quantum computer, reimei. We also conduct a detailed comparative analysis of all three methods, revealing method-dependent behaviors in the measured OTOC. This work not only validates these protocols as practical tools for exploring quantum chaos on near-term hardware but also offers crucial insights into their respective advantages and limitations, providing a practical framework for future experimental investigations.
• Abstract（参考訳）: out-of-time-ordered correlator (OTOC)は、量子情報のスクランブルを探索するための強力なツールである。 しかし、OTOCを実験的に測定することは、時間的に逆転する進化を必要とするため、非常に難しい。 本稿では,この課題に対処するための3つのプロトコル,すなわち巻き戻し時間法 (RTM) ,弱い測定法 (WMM) ,不可逆性検出法 (ISM) を用いて,量子コンピュータ上でOTOCを実験的に評価する。 熱ギブス状態で作製したXXZスピン1/2鎖の量子力学について検討した。 重要な貢献として、捕捉されたイオン量子コンピュータの数値エミュレータ「れいめい」を用いて、ISMの初の実験実験を行った。 また,3つの手法の詳細な比較分析を行い,測定したOTOCにおける手法依存の挙動を明らかにした。 この研究は、これらのプロトコルを、短期ハードウェア上で量子カオスを探索するための実用的なツールとして検証するだけでなく、それぞれの利点と制限に関する重要な洞察を与え、将来の実験的研究のための実践的なフレームワークを提供する。

関連論文リスト

• Study on quantum thermalization from thermal initial states in a superconducting quantum computer [0.0]
  本稿では,熱状態の生成の難しさを間接的に解決するためのプロトコルを提案する。 我々は、IBMの量子デバイスを用いてプロトコルを実験的に検証し、異常なクエンチ緩和の結果を提供する。 この実証は、我々のプロトコルが熱状態物理学を研究するための代替手段を提供することができることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-16T09:01:01Z)
• Quantum correlation generation capability of experimental processes [5.552315676636436]
  EPRステアリングとベル非局所性は、量子力学によって予測される2つの異なる種類の相関を示す。 実験プロセスが量子相関を生成する能力は量子化可能であることを示す。 我々は,IBM Quantum Experience と Amazon Braket Rigetti の超伝導量子コンピュータ上での制御相演算と量子相関を生成する実験能力について検討した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-30T02:22:56Z)
• Measurement-induced entanglement and teleportation on a noisy quantum processor [105.44548669906976]
  最大70個の超伝導量子ビット上の測定誘起量子情報相について検討した。 二重性マッピングを用いて、中間回路の測定を回避し、基礎となる位相の異なる表現にアクセスする。 我々の研究は、現在のNISQプロセッサの限界であるスケールでの計測誘起物理を実現するためのアプローチを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-08T18:41:53Z)
• Experimental validation of the Kibble-Zurek Mechanism on a Digital Quantum Computer [62.997667081978825]
  キブル・ズレック機構は対称性の破れを伴う非平衡量子相転移の本質物理学を捉えている。 我々は、ランダウ・ツェナー進化の下で、最も単純な量子の場合、単一の量子ビットに対してKZMを実験的に検証した。 我々は、異なる回路環境とトポロジに埋め込まれた個々の量子ビットに関する広範囲なIBM-Q実験について報告する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-01T18:00:02Z)
• On exploring the potential of quantum auto-encoder for learning quantum systems [60.909817434753315]
  そこで我々は,古典的な3つのハードラーニング問題に対処するために,QAEに基づく効果的な3つの学習プロトコルを考案した。 私たちの研究は、ハード量子物理学と量子情報処理タスクを達成するための高度な量子学習アルゴリズムの開発に新たな光を当てています。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-29T14:01:40Z)
• Experimental verification of fluctuation relations with a quantum computer [68.8204255655161]
  我々は、量子プロセッサを用いて、非平衡量子熱力学における多くの理論的結果を実験的に検証する。 我々の実験は、量子計算の非平衡エネルギー論を理解するための実験基盤を構成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-08T14:16:12Z)
• Probing quantum information propagation with out-of-time-ordered correlators [41.12790913835594]
  小型の量子情報プロセッサは、多体量子システムを効率的にエミュレートする約束を持っている。 ここでは、時間外順序付き相関器(OTOC)の測定を実演する。 我々の実験における中心的な要件は、時間進化をコヒーレントに逆転させる能力である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-23T15:29:08Z)
• Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
  53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。 演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-21T22:18:49Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。