論文の概要: Experimental Investigation of Tunable-Order Hilbert-Space Ergodicity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.21959v1
- Date: Sat, 22 Aug 2026 13:55:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-25 18:24:36.938243
- Title: Experimental Investigation of Tunable-Order Hilbert-Space Ergodicity
- Title（参考訳）: Tunable-Order Hilbert-Space Ergodicityの実験的検討
- Abstract要約: ヒルベルト空間エルゴディディティは、駆動量子系の熱化を研究するための新しい枠組みを提供する。
量子ビット上の$m$-toneドライブの族は$k$-HSEを$k = 2m-3$まで実現し、ドライブパラメータは$O(k)$コストで決定される。
- 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: Hilbert-space ergodicity (HSE) provides a new framework for studying thermalization in driven quantum systems, complementing the eigenstate thermalization hypothesis, which is restricted to static systems. This ergodicity is hierarchical: by quantifying how randomly the dynamics explores the Hilbert space, one obtains a family of levels termed $k$-HSE. While HSE has been observed at the lowest and highest levels, finite-order HSE dynamics remains largely unexplored due to the difficulty of constructing such drives. Here, we explore this intermediate regime and uncover its distinctive physics. We first propose and prove that a family of $m$-tone drives on qubits realizes $k$-HSE up to $k = 2m{-}3$, with drive parameters determined at $O(k)$ cost. Using a single nitrogen-vacancy center in diamond, we verify this design by showing that a 3-tone drive realizes 3-HSE, with fourth-order statistics depending on the initial state. Further in-depth theoretical analysis shows that this initial-state dependence is generic across drives, demonstrating the possibility of recovering the initial state from higher-order statistics even when the dynamics is ergodic. Our work broadens the study of quantum ergodicity and reveals intriguing physics within its hierarchy.
- Abstract（参考訳）: HSE(Hilbert-space ergodicity)は、駆動量子系の熱化を研究するための新しい枠組みを提供する。
このエルゴード性は階層的であり、力学がヒルベルト空間をいかにランダムに探索するかを定量化することによって、$k$-HSEと呼ばれるレベルの族を得る。
HSEは最下層と最上層で観測されているが、そのようなドライブの構築が困難であるため、有限次HSEのダイナミクスはほとんど探索されていない。
ここでは、この中間体制を探求し、その特異な物理を明らかにする。
まず、qubits上の$m$-toneドライブの族が$k$-HSEを$k = 2m{-}3$まで実現し、ドライブパラメータが$O(k)$コストで決定されることを示す。
ダイヤモンド中の1つの窒素空孔中心を用いて、3-トーン駆動が3-HSEを実現し、初期状態に応じて4階の統計値を示すことにより、この設計を検証する。
さらに詳細な理論分析により、この初期状態依存はドライブ全体にわたってジェネリックであり、力学がエルゴード的であっても高次統計から初期状態が回復する可能性を示している。
我々の研究は量子エルゴード性の研究を広げ、その階層の中で興味深い物理学を明らかにしている。
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