論文の概要: Nature is stingy: Universality of Scrooge ensembles in quantum many-body systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.00266v1
• Date: Thu, 01 Jan 2026 09:01:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-05 15:04:33.346425
• Title: Nature is stingy: Universality of Scrooge ensembles in quantum many-body systems
• Title（参考訳）: 自然はつまらない:量子多体系におけるスクロージアンサンブルの普遍性
• Authors: Wai-Keong Mok, Tobias Haug, Wen Wei Ho, John Preskill,
• Abstract要約: カオス力学において、投影されたアンサンブルは、深い熱化と呼ばれる現象である普遍的な統計を示す。 深部熱化はスクロージアンサンブルの出現によって一般的に支配されることが提案されている。 我々は、その出現の物理的に異なる3つのメカニズムを同定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3181700357675698
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Recent advances in quantum simulators allow direct experimental access to the ensemble of pure states generated by measuring part of an isolated quantum many-body system. These projected ensembles encode fine-grained information beyond thermal expectation values and provide a new window into quantum thermalization. In chaotic dynamics, projected ensembles exhibit universal statistics, a phenomenon known as deep thermalization. While infinite-temperature systems generate Haar-random ensembles, realistic physical constraints such as finite temperature or conservation laws require a more general framework. It has been proposed that deep thermalization is governed in general by the emergence of Scrooge ensembles, maximally entropic distributions of pure states consistent with the underlying constraints. Here we provide rigorous arguments supporting this proposal. To characterize this universal behavior, we invoke Scrooge $k$-designs, which approximate Scrooge ensembles, and identify three physically distinct mechanisms for their emergence. First, global Scrooge designs can arise from long-time chaotic unitary dynamics alone, without the need for measurements. Second, if the global state is highly scrambled, a local Scrooge design is induced when the complementary subsystem is measured. Third, a local Scrooge ensemble arises from an arbitrary entangled state when the complementary system is measured in a highly scrambled basis. Numerical simulations across a range of many-body systems identify coherence, entanglement, non-stabilizerness, and information scrambling as essential resources for the emergence of Scrooge-like behavior. Taken together, our results establish a unified theoretical framework for the emergence of maximally entropic, information-stingy randomness in quantum many-body systems.
• Abstract（参考訳）: 量子シミュレータの最近の進歩は、孤立した量子多体系の一部を測定することによって生成された純粋な状態のアンサンブルに直接実験的なアクセスを可能にする。 これらの投影されたアンサンブルは、熱予測値を超える微細な情報をエンコードし、量子熱化の新しい窓を提供する。 カオス力学において、投影されたアンサンブルは、深い熱化と呼ばれる現象である普遍的な統計を示す。 無限温度系はハールランダムアンサンブルを生成するが、有限温度や保存法則のような現実的な物理的制約はより一般的な枠組みを必要とする。 スクロージアンサンブル(Scrooge ensembles)が出現し、根底にある制約に一致した純粋状態の最大エントロピー分布によって、一般的には深部熱化が支配されることが提案されている。 ここでは、この提案を支持する厳格な議論を行う。 この普遍的な振る舞いを特徴付けるために、Scrooge $k$-designsを呼び出し、Scroogeのアンサンブルを近似し、それらの出現の物理的に異なる3つのメカニズムを識別する。 まず、グローバルなScroogeの設計は、測定を必要とせず、長期間のカオス的ユニタリダイナミクスだけで生じる可能性がある。 第二に、大域的状態が高度にスクランブルされた場合、相補的サブシステムの測定時に局所スクロージ設計が誘導される。 第三に、補体系が高度にスクランブルされた基底で測定されるとき、局所スクロージアンサンブルは任意の絡み合い状態から生じる。 様々な多体系の数値シミュレーションは、スクロージのような行動の出現に不可欠な資源として、コヒーレンス、絡み合い、非安定化性、情報スクランブルを同定する。 その結果, 量子多体系における最大エントロピー的, 情報特異なランダム性の出現に関する統一的理論的枠組みが確立された。

関連論文リスト

• A Dobrushin condition for quantum Markov chains: Rapid mixing and conditional mutual information at high temperature [17.858283119788357]
  量子物理学における中心的な課題は、多体系の構造的性質を理解することである。 古典系では、熱平衡における系の構造的性質とそれらと混合するマルコフ連鎖力学を結合する統一的な視点を持つ。 我々は、古典理論の幅と柔軟性を高温における量子ギブズ状態にもたらす一般的な枠組みを開発する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-10-09T17:54:41Z)
• Do mixed states exhibit deep thermalisation? [0.0]
  我々は混合状態に対する新しい熱処理のパラダイムを導入し、純粋状態のアンサンブルとは根本的に異なる。 局所的に相互作用するカオスシステムにおいて,このようなアンサンブルが動的に現れることを示す。 我々の結果は、最大エントロピー原理と深い熱化が、有限エントロピーを持つ状態のユニタリ力学においてどのように現れるかという根本的な洞察につながった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-07-18T17:59:02Z)
• Deep thermalization under charge-conserving quantum dynamics [0.027042267806481293]
  深熱化」は量子多体力学における普遍波動関数分布の出現を記述している。 本研究では, 連続内部対称性と関連する保存則が深部熱化に及ぼす影響について詳細に検討した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-27T18:00:01Z)
• Thermalization and Criticality on an Analog-Digital Quantum Simulator [133.58336306417294]
  本稿では,69個の超伝導量子ビットからなる量子シミュレータについて述べる。 古典的Kosterlitz-Thouless相転移のシグネチャと,Kibble-Zurekスケール予測からの強い偏差を観測する。 本システムは, 対角二量体状態でディジタル的に調製し, 熱化時のエネルギーと渦の輸送を画像化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-27T17:40:39Z)
• Deep thermalization in Gaussian continuous-variable quantum systems [2.979579757819132]
  数モードの小さなサブシステム上でサポートされた純粋状態のアンサンブルについて検討する。 誘導アンサンブルは、測定基準の選択とは無関係に普遍的な形式を実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-09T00:01:23Z)
• A Maximum Entropy Principle in Deep Thermalization and in Hilbert-Space Ergodicity [3.404409295403274]
  量子多体系において自然に現れる純粋状態のアンサンブルによって示される普遍統計特性について報告する。 この結果はヒルベルト空間エルゴード性の概念を時間非依存のハミルトン力学と深熱化に一般化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-18T17:09:04Z)
• Disorder-tunable entanglement at infinite temperature [18.552959588855124]
  我々は、リッチな絡み合い構造を持つ非熱化状態を実現するために、カスタム構築の超伝導量子ビットはしごを構築した。 事実上「無限の」温度アンサンブルを形成するにもかかわらず、これらの状態は平衡から遠く離れた量子情報をしっかりとエンコードする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-15T21:30:38Z)
• Indication of critical scaling in time during the relaxation of an open quantum system [34.82692226532414]
  相転移は、温度や外部磁場のような連続的な制御パラメータに応答して物理系の特異な振る舞いに対応する。 相関長のばらつきに伴う連続相転移に近づき、顕微鏡システムの詳細とは無関係な臨界指数を持つ普遍的なパワーロースケーリング挙動が発見された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-10T05:59:14Z)
• Universal equilibration dynamics of the Sachdev-Ye-Kitaev model [11.353329565587574]
  我々は、Sachdev-Ye-Kitaev (SYK) Hamiltonian の平衡力学における普遍的特徴を示す。 量子フィッシャー情報を含む小天体の無秩序な平均的な進化は、数値解法において普遍的平衡過程を示す。 この枠組みは、多体系の障害平均力学を効果的な散逸進化として抽出する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-03T19:43:58Z)

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。