論文の概要: Insights into decohered critical states using an exact solution to matchgate circuits with Pauli noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.18996v1
• Date: Tue, 21 Apr 2026 02:28:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-22 22:41:49.578288
• Title: Insights into decohered critical states using an exact solution to matchgate circuits with Pauli noise
• Title（参考訳）: パウリ雑音と整合回路の正確な解法によるデコヒート臨界状態の考察
• Authors: Andrew Pocklington, Aashish A. Clerk,
• Abstract要約: フェミオン性相関器において,ノイズによる創発性長さの尺度がどのように現れるかを示す。 消散の無限温度の性質にもかかわらず、脱コヒール状態は低エネルギー準粒子の熱分布によって特徴づけられる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The fate of non-trivial many-body states subject to decoherence is of both fundamental and practical interest. Here, we demonstrate a new analytic technique that allows for an exact treatment of dynamics of observables in matchgate circuits subject to arbitrary Pauli noise. We use this to obtain new insights on how decoherence influences critical ground states, focusing on the 1D transverse field Ising model subject to local Markovian Pauli noise. While such noise cannot kill the critical behavior of spin correlation functions, we show that it does lead to a surprising non-equilibrium state, with experimental signatures that are measurable without requiring post-selection or multiple copies of the system. Despite the infinite-temperature nature of the dissipation, the decohered state is characterized by a thermal distribution of low-energy quasi-particles. This is the direct consequence of a noise-induced emergent length scale that manifests itself in fermionic correlators. We show how these phenomena are directly accessible in experiments using a single probe qubit, and that our results also hold for a different dephased critical state (that of an XX spin chain in the zero magnetization sector).
• Abstract（参考訳）: 非自明な多体状態の運命は、根本的かつ実践的な関心事である。 そこで本研究では,任意のパウリ雑音を受けるマッチゲート回路における可観測物の力学を正確に処理できる新しい解析手法を提案する。 これを用いて、局所マルコフ・パウリ雑音を受ける1次元逆場イジングモデルに着目し、デコヒーレンスが臨界基底状態にどのように影響するかの新しい知見を得る。 このようなノイズはスピン相関関数の臨界挙動を損なうことはできないが、システムのポストセレクションや複数コピーを必要とせず、実験的なシグネチャを計測できるような驚くべき非平衡状態につながることを示す。 消散の無限温度の性質にもかかわらず、脱コヒール状態は低エネルギー準粒子の熱分布によって特徴づけられる。 これは、フェミオン性相関器に現れるノイズによって引き起こされる創発的長さ尺度の直接的な結果である。 我々は、これらの現象が単一のプローブ量子ビットを用いて実験で直接アクセス可能であることを示し、また、この結果が相異なる臨界状態(磁化ゼロセクターのXXスピンチェーン)を保っていることも示している。

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