論文の概要: Distinguishing Coherent and Incoherent Errors in Multi-Round Time-Reversed Dynamics via Scramblons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.04856v1
• Date: Thu, 08 Jan 2026 11:46:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-09 17:01:53.185759
• Title: Distinguishing Coherent and Incoherent Errors in Multi-Round Time-Reversed Dynamics via Scramblons
• Title（参考訳）: スクラムブロンによる多方向時間反転ダイナミクスにおけるコヒーレントと非コヒーレント誤差の解消
• Authors: Zeyu Liu, Pengfei Zhang,
• Abstract要約: 量子カオスシステムでは、不完全なハミルトン制御によるコヒーレントエラーと環境への結合によって引き起こされる非コヒーレントエラーが指数関数的に増幅される。 これらの2種類のエラーが、多体力学の創発的不可逆性に異なるシグネチャをインプリントする方法を示す。 この結果は、逆ダイナミクスにおけるコヒーレントおよび非コヒーレントエラーを特徴づけ、校正するための理論的基礎を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.922753700519673
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Despite the rapid development of quantum science and technology, errors are inevitable and play a crucial role in quantum simulation and quantum computation. In quantum chaotic systems, coherent errors arising from imperfect Hamiltonian control and incoherent errors induced by coupling to the environment are both exponentially amplified during time evolution due to information scrambling. A fundamental question is how these two classes of errors imprint distinct signatures on the emergent irreversibility of many-body dynamics. In this Letter, we address this question by investigating multi-round time-reversed dynamics in the presence of both coherent and incoherent errors. By applying scramblon theory, we obtain closed-form expressions for the Loschmidt echo over different rounds of time-reversed evolution. For incoherent errors, the error accumulates linearly with the number of rounds, whereas coherent errors exhibit a crossover from quadratic to linear accumulation. These predictions are explicitly verified using the solvable Sachdev-Ye-Kitaev model. Our results provide a theoretical foundation for characterizing and calibrating coherent and incoherent errors in reversed dynamics, with particular relevance to nuclear magnetic resonance systems.
• Abstract（参考訳）: 量子科学と技術の急速な発展にもかかわらず、エラーは避けられず、量子シミュレーションや量子計算において重要な役割を果たす。 量子カオスシステムでは、不完全なハミルトン制御によるコヒーレントエラーと環境との結合によって引き起こされる不整合エラーは、情報衝突による時間進化の間に指数関数的に増幅される。 根本的な問題は、これらの2つのエラーのクラスが、多体力学の創発的不可逆性に対して、どのように異なるシグネチャを刻み込むかである。 本稿では,コヒーレントエラーと非コヒーレントエラーの両方が存在する場合に,複数ラウンドの時間反転ダイナミクスを調査することによって,この問題に対処する。 スクランブルン理論を適用して、異なる時間反転進化のラウンド上でのロシミットエコーの閉形式式を得る。 不整合誤差については、誤差はラウンド数と線形に蓄積するが、コヒーレント誤差は二次的から線形的な累積との交叉を示す。 これらの予測は、解決可能なSachdev-Ye-Kitaevモデルを用いて明確に検証される。 本研究は, 逆動力学におけるコヒーレントおよび非コヒーレント誤差を特徴づけ, 校正するための理論的基礎を提供し, 核磁気共鳴システムとの関連性について検討した。

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