論文の概要: Randomised measurements of a disorder-induced entanglement transition in a neutral atom quantum processor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.24854v1
- Date: Mon, 27 Apr 2026 18:00:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-29 16:49:17.532996
- Title: Randomised measurements of a disorder-induced entanglement transition in a neutral atom quantum processor
- Title（参考訳）: 中性原子量子プロセッサにおける障害誘起絡み合い遷移のランダム測定
- Authors: Apollonas S. Matsoukas-Roubeas, Oscar Scholin, Lucas Sá, Arinjoy De, Majd Hamdan, Alexei Bylinskii, Andrew J. Daley, Dorian A. Gangloff,
- Abstract要約: プログラム可能なアナログ量子シミュレータにおけるエンタングルメントエントロピーの測定を実証する。
局所ハミルトンパラメータのプログラマブル障害がカオスから局所的絡み合いダイナミクスへの遷移につながることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.037475012732344194
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The development and spread of entanglement in complex quantum systems is central to exploring many-body phenomena out of equilibrium. Measuring entanglement dynamics can shed light on information scrambling and thermalisation, namely on transitions from many-body quantum chaos to localisation in disordered, interacting systems. In quantum computing systems, entanglement entropy and other nonlinear functions of the density matrix have been recently measured, in particular by using the randomised measurement toolbox. However, it is difficult to implement the required arbitrary unitary rotations on specific subsystems without universal local control. Here we devise and demonstrate the measurement of entanglement entropy in a programmable analogue quantum simulator using a randomised measurement protocol that leverages local energy tuning together with a global field to bypass the need for local gate control. We implement this on a commercially available neutral-atom quantum simulator, QuEra's Aquila, and use it to show how programmable disorder in the local Hamiltonian parameters leads to a transition from chaotic to localised entanglement dynamics. Given current decoherence times, we clearly resolve disorder-specific, time-dependent entanglement spreading in small systems. Our work extends the utility of programmable analogue quantum simulators, and opens further opportunities for wider randomised measurement toolboxes in a range of other analogue systems.
- Abstract（参考訳）: 複雑な量子系における絡み合いの発展と広がりは、平衡から多体現象を探索する中心となる。
絡み合いのダイナミクスを測定することは、情報の揺らぎや熱化、すなわち多体量子カオスから混乱した相互作用系における局所化への移行に光を当てることができる。
量子コンピューティングシステムでは、密度行列の絡み合いエントロピーやその他の非線形関数が最近測定されており、特にランダム化測定ツールボックスを用いて測定されている。
しかし、普遍的な局所制御なしで特定のサブシステム上で必要となる任意のユニタリ回転を実装することは困難である。
そこで我々は,局所的なゲート制御の必要性を回避するために,局所的なエネルギーチューニングとグローバルフィールドを利用するランダム化測定プロトコルを用いて,プログラム可能なアナログ量子シミュレータにおける絡み合いエントロピーの測定を考案し,実証する。
我々は、商業的に利用可能な中性原子量子シミュレータQuEraのAquilaにこれを実装し、局所ハミルトンパラメータのプログラム可能な障害がカオスから局所的な絡み合いのダイナミクスへどのように移行するかを示す。
現在のデコヒーレンス時間を考えると、障害特異的で時間依存的な絡み合いを小さなシステムで明らかに解決する。
我々の研究は、プログラム可能なアナログ量子シミュレータの有用性を拡張し、他のアナログシステムにおいてより広いランダム化測定ツールボックスの機会を開放する。
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