論文の概要: Resource generation and dynamical complexities in open random quantum circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.20350v1
• Date: Tue, 19 May 2026 18:04:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-21 19:19:56.309064
• Title: Resource generation and dynamical complexities in open random quantum circuits
• Title（参考訳）: オープンランダム量子回路における資源生成と動的複雑度
• Authors: Paranjoy Chaki, Arkaprava Sil, Priya Ghosh, Ujjwal Sen, Sudipto Singha Roy,
• Abstract要約: メモリレスオープンおよびメモリレスオープンランダム回路の2種類のランダム回路における量子リソース生成について検討する。 メモリレス力学は、非安定化剤性はゼロではないにもかかわらず、過渡的な成長の後、絡み合いがゼロに崩壊する明確な挙動をもたらすことを示す。 メモリレス回路は、他の2つの回路よりも低次量子状態k-設計に効果的にアプローチしていることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Realistic quantum devices are inherently open and often involve environments with memory. Here, we investigate quantum resource generation in two classes of random circuits, namely, memoryless open and memoryful open random circuits, and compare their behavior with the well-explored random unitary circuit model. We show that environmental memory qualitatively alters the dynamics: while unitary and memoryful circuits exhibit sustained growth and saturation of entanglement and non-stabilizerness (magic); memoryless dynamics leads to a distinct behavior where entanglement decays to zero after transient growth, even though non-stabilizerness remains non-zero, indicating the persistence of nonclassical features beyond entanglement. Consistently, Krylov complexity reveals suppressed spreading of quantum states in memoryless circuits, in contrast to strong growth in unitary and memoryful dynamics, which saturates at the maximum value. Finally, we show that memoryful circuits more effectively approach low-order quantum-state k-designs than the other two circuits. Closed dynamics are therefore usually the most resource-generating, but are ideal; realistic dynamics are open and seem to generate less, but if they possess memory, they can sometimes even outdo closed dynamics.
• Abstract（参考訳）: 現実的な量子デバイスは本質的にオープンであり、しばしばメモリを伴う環境を含んでいる。 本稿では,2種類のランダム回路,すなわちメモリレスオープンかつメモリレスオープンなランダム回路の量子リソース生成について検討し,その挙動をよく探索されたランダムユニタリ回路モデルと比較する。 単一回路とメモリフル回路は、絡み合いと非安定化性の持続的成長と飽和を示すが、メモリレスダイナミクスは、非安定化性は非ゼロであり、絡み合いを超えて非古典的特徴の持続性を示すにもかかわらず、過渡的な成長後に絡み合いがゼロに崩壊する、明確な挙動をもたらす。 対照的に、クリロフ複雑性は、最大値で飽和するユニタリおよびメモリフルダイナミクスの強い成長とは対照的に、メモリレス回路における量子状態の拡散を抑制する。 最後に、メモリフル回路は、他の2つの回路よりも低次量子状態k-設計に効果的にアプローチしていることを示す。 クローズド・ダイナミクスは、通常、最もリソースを生成するが、理想的である; リアル・ダイナミクスはオープンであり、より少ない生成のように見えるが、メモリを持っている場合、クローズド・ダイナミクスを外すこともある。

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