論文の概要: Noise-induced classical phases in optimally-unraveled random quantum circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.16160v1
• Date: Mon, 14 Sep 2026 18:04:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-16 14:56:08.168359
• Title: Noise-induced classical phases in optimally-unraveled random quantum circuits
• Title（参考訳）: 最適未発乱量子回路におけるノイズ誘起古典位相
• Abstract要約: 局所雑音を受けるランダムクリフォード回路を用いたオープン量子力学の古典的シミュラビリティについて検討する。 この結果から, ノイズ乱数回路における古典性の出現は, 探索に採用される測定方式に依存することが明らかとなった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.08496348835248901
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study the classical simulability of open quantum dynamics using random Clifford circuits doped with non-Clifford phase rotations and subject to local noise. We unravel the dynamics into stochastic quantum trajectories simulated with Clifford-augmented matrix product states, and introduce a simulation cost that quantifies the classical resources required. Optimizing this cost over stochastic unravelings, we identify noise-induced classical phases: extended parameter regions in which the dynamics can be fully disentangled by Clifford operations at arbitrary circuit depth. Their existence depends on both the noise model \emph{and} the unraveling. Using a geometric representation of quantum channels, we analytically determine optimal unravelings for a broad class of noise models, with numerical simulations confirming the predicted phase boundaries. We further relate the optimal cost to the unraveling-independent nonstabilizerness of the channel and show that, together with trajectory-resolved entanglement and nonstabilizerness, it classifies distinct dynamical regimes. Finally, we show that these classical phases disappear in the averaged density-matrix description, where no unraveling freedom remains. Our results show that the emergence of classicality in noisy random circuits depends on the measurement scheme adopted to probe it, and paves the way to further studies on the classical simulability of driven-dissipative dynamics.
• Abstract（参考訳）: 非クリフォード位相回転と局所雑音を考慮したランダムクリフォード回路を用いて、オープン量子力学の古典的シミュラビリティについて検討する。 クリフォード強化行列積状態でシミュレートされた確率的量子軌道へのダイナミクスを解明し、必要な古典的資源を定量化するシミュレーションコストを導入する。 このコストを確率的アンラベリングよりも最適化し,任意の回路深さでのクリフォード演算によって動的に完全に絡み合うことができる拡張パラメータ領域のノイズ誘起古典位相を同定する。 それらの存在は、ノイズモデル \emph{and} の両方に依存している。 量子チャネルの幾何学的表現を用いて、予測位相境界を確認する数値シミュレーションを用いて、幅広い種類のノイズモデルに対する最適な解法を解析的に決定する。 さらに, チャネルの非破壊的非安定化性に最適コストを関連付け, トラジェクタリリゾルトエンタングルメントと非安定化性とともに, 異なる動的状態の分類を行うことを示した。 最後に、これらの古典的位相は平均密度行列記述において消失し、未発見の自由は残らないことを示す。 この結果から, ノイズ乱数回路における古典性の出現は, 探索に採用される測定方式に依存し, 駆動散逸力学の古典的シミュラビリティのさらなる研究の道筋をたどることが示唆された。

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