論文の概要: Blended Dynamics and Emergence in Open Quantum Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.14763v1
• Date: Wed, 21 Jan 2026 08:37:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-22 21:27:50.292567
• Title: Blended Dynamics and Emergence in Open Quantum Networks
• Title（参考訳）: オープン量子ネットワークにおけるブレンドダイナミクスと創発
• Authors: Qinghao Wen, Zihao Ren, Lei Wang, Hyungbo Shim, Guodong Shi,
• Abstract要約: 拡散結合を伴うオープン量子ネットワークのためのブレンデッドダイナミックスフレームワークを開発した。 我々はまず、この理論が量子ネットワークの還元状態力学に自然に拡張されることを証明した。 次に、量子ラプラシアンおよび誘導グラフを用いて、解析をクビットコヒーレント状態に拡張する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.940611981810702
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In this paper, we develop a blended dynamics framework for open quantum networks with diffusive couplings. The network consists of qubits interconnected through Hamiltonian couplings, environmental dissipation, and consensus-like diffusive interactions. Such networks commonly arise in spontaneous emission processes and non-Hermitian quantum computing, and their evolution follows a Lindblad master equation. Blended dynamics theory is well established in the classical setting as a tool for analyzing emergent behaviors in heterogeneous networks with diffusive couplings. Its key insight is to blend the local dynamics rather than the trajectories of individual nodes. Perturbation analysis then shows that, under sufficiently strong coupling, all node trajectories tend to stay close to those of the blended system over time. We first show that this theory extends naturally to the reduced-state dynamics of quantum networks, revealing classical-like clustering phenomena in which qubits converge to a shared equilibrium or a common trajectory determined by the quantum blended reduced-state dynamics. We then extend the analysis to qubit coherent states using quantum Laplacians and induced graphs, proving orbit attraction of the network density operator toward the quantum blended coherent dynamics, establishing the emergence of intrinsically quantum and dynamically clustering behaviors. Finally, numerical examples validate the theoretical results.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,拡散結合を伴うオープン量子ネットワークのためのブレンド動的フレームワークを開発する。 このネットワークは、ハミルトン結合、環境散逸、およびコンセンサスのような拡散相互作用を通じて相互接続された量子ビットで構成されている。 このようなネットワークは一般に自然放出過程や非エルミート量子コンピューティングで発生し、その進化はリンドブラッドマスター方程式に従う。 ブレンド力学理論は、拡散結合を持つ異種ネットワークにおける創発的挙動を解析するためのツールとして古典的な設定でよく確立されている。 その重要な洞察は、個々のノードの軌道ではなく、局所力学をブレンドすることである。 摂動解析により、十分に強い結合の下では、全てのノードの軌道は、時間とともに混合された系の軌道に近づきがちであることが示された。 この理論は量子ネットワークの還元状態力学に自然に拡張され、量子ビットが共有平衡あるいは量子ブレンドされた還元状態力学によって決定される共通軌道に収束する古典的なクラスタリング現象を明らかにする。 次に、量子ラプラシアンおよび誘導グラフを用いて量子コヒーレント状態に解析を拡張し、量子ブレンドコヒーレントダイナミクスに対するネットワーク密度作用素の軌道アトラクションを証明し、本質的に量子的および動的クラスタリング挙動の出現を確立する。 最後に、数値的な例によって理論的結果が検証される。

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