論文の概要: Observation of Universal Quantum Chaos at Shallow Depths

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.28623v1
• Date: Wed, 23 Sep 2026 18:00:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-25 21:10:09.460784
• Title: Observation of Universal Quantum Chaos at Shallow Depths
• Title（参考訳）: 浅部における普遍的量子カオスの観測
• Abstract要約: 我々は、カオス量子回路において、既に普遍性は浅い深さで現れることを示した。 本研究は,量子プロセッサの深い性質を探索するための実用的なツールとして,有限深度普遍性を確立した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.35596469300563993
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Universal statistical laws are a hallmark of quantum chaos, usually associated with the loss of spatial structure. Here we show, theoretically and experimentally, that universality emerges already at shallow depths in chaotic quantum circuits. We derive universal distributions of output-probability fluctuations and test them on a programmable superconducting processor. Two-dimensional lattices, open one-dimensional chains, and periodic rings exhibit distinct universality classes, retaining signatures of geometry and boundary topology before full random-matrix behavior emerges. Within each class, the distributions depend on only two parameters: an effective many-body Thouless length and the accumulated number of incoherent errors. Extracting these directly from measured bitstring frequencies provides access to scrambling, entanglement growth of the target state, and global fidelity, without reconstructing or classically simulating the implemented circuit. We also identify a noise-driven transition between output statistics retaining system-wide quantum correlations and those reproducible by independent small patches. Our results establish finite-depth universality as a practical tool for probing deep properties of quantum processors.
• Abstract（参考訳）: 普遍統計法則 (Universal statistics law) は量子カオスの指標であり、通常は空間構造の喪失に関連している。 ここでは、理論的、実験的に、カオス量子回路の浅い深さで普遍性が既に現れることを示す。 我々は、出力確率変動の普遍分布を導出し、プログラム可能な超伝導プロセッサ上でそれらをテストする。 2次元格子、開一次元鎖、周期環は異なる普遍性クラスを示し、完全なランダム行列の振る舞いが現れる前に幾何学と境界位相のシグネチャを保持する。 各クラス内の分布は、有効多体Thouless長と非一貫性エラーの累積数という2つのパラメータにのみ依存する。 測定されたビットストリング周波数から直接抽出することで、実装された回路を再構成または古典的にシミュレートすることなく、スクランブル、ターゲット状態の絡み合った成長、および大域的忠実性へのアクセスが可能になる。 また、システム全体の量子相関を保持する出力統計値と、独立した小さなパッチで再現可能なデータとの間のノイズ駆動的な遷移を同定する。 本研究は,量子プロセッサの深い性質を探索するための実用的なツールとして,有限深度普遍性を確立した。

関連論文リスト

• Emergent universality in Kraus maps of quantum chaotic many-body dynamics [0.3181700357675698]
  局所サブシステムに対する量子力学の「ファイナフィンガー」に現れる新しい普遍性を示す。 予測されたクラウスアンサンブルは、量子チャネルを小さなサブシステム上に展開することによって得られるクラウス作用素のアンサンブルである。 クラウス作用素のこの普遍性はまた、一般的な1次元量子回路力学における深熱化の顕微鏡機構を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-09-11T10:36:40Z)
• Universal purification dynamics in real non-unitary quantum processes [2.7892067588273517]
  量子回路のアンサンブルが支配する監視量子プロセスにおける浄化ダイナミクスについて検討する。 ユニバーサルスケーリングへの定量的アクセスを提供する2つの玩具モデルを提案する。 本研究は,ハイブリッド量子系における浄化過程における普遍性の異なるクラスの存在を明らかにした。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-03-11T13:25:02Z)
• Random-Matrix-Induced Simplicity Bias in Over-parameterized Variational Quantum Circuits [72.0643009153473]
  本稿では,観測可能な期待値とパラメータ勾配の両方がシステムサイズに指数関数的に集中するHaar型普遍性クラスに,表現的変分アンサーゼが入ることを示す。 その結果、そのような回路によって誘導される仮説クラスは、近点関数の狭い族に高い確率で崩壊する。 テンソル-ネットワークベースおよびテンソル-ハイパーネットワークパラメータ化を含むテンソル構造VQCは、ハール型普遍性クラスの外にある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-01-05T08:04:33Z)
• Quantum critical dynamics and emergent universality in decoherent digital quantum processors [0.0]
  我々は,デコヒーレンスによって普遍的なスケーリングが作り直され,理論的予測が検証できることを示す。 我々は、デコヒーレンスによって形成された永続的普遍構造を指して、明確なスケーリング関係を観察する。 本研究は,量子ハードウェアの高レベル記述子としてユニバーサル・ダイナミック・スケーリングを利用する可能性に注目した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-12-15T09:51:44Z)
• Characterizing randomness in parameterized quantum circuits through expressibility and average entanglement [39.58317527488534]
  量子回路(PQC)は、その主応用の範囲外ではまだ完全には理解されていない。 我々は、量子ビット接続性に関する制約の下で、PQCにおけるランダム状態の生成を分析する。 生成した状態の分布の均一性の増加と絡み合いの発生との間には,どれだけ急激な関係があるかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-03T17:32:55Z)
• Measuring Spectral Form Factor in Many-Body Chaotic and Localized Phases of Quantum Processors [22.983795509221974]
  量子多体系におけるカオスの有無を探索するために,スペクトル形状因子(SFF)を実験的に測定した。 この研究は、量子デバイスにおける多体量子カオスの普遍的なシグネチャを、固有エネルギーと固有状態の相関を探索することによって抽出する新しい方法を明らかにする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-25T16:59:00Z)
• Probing critical phenomena in open quantum systems using atom arrays [3.365378662696971]
  量子臨界点において、相関は力則として崩壊し、指数は普遍的なスケール次元の集合によって決定される。 ここでは、Rydberg量子シミュレータを用いて、1次元の環と2次元の正方格子の両方の臨界基底状態を理論的に準備する。 量子システムの開放性を考慮し、調整することにより、我々は、直接、力-法則の相関を観察し、対応するスケーリング次元を抽出することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-23T15:21:38Z)
• A Lie Algebraic Theory of Barren Plateaus for Deep Parameterized Quantum Circuits [37.84307089310829]
  変分量子コンピューティングスキームは、パラメタライズド量子回路を介して初期状態を送信することで損失関数を訓練する。 彼らの約束にもかかわらず、これらのアルゴリズムの訓練性は不毛の台地によって妨げられている。 十分に深いパラメタライズド量子回路の損失関数の分散を正確に表現する一般リー代数を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-17T18:14:10Z)
• Multi-squeezed state generation and universal bosonic control via a driven quantum Rabi model [68.8204255655161]
  ボゾン自由度に対する普遍的な制御は、量子ベース技術の探求において鍵となる。 ここでは、駆動量子ラビモデルを介して、ボソニックモードの興味と相互作用する単一の補助的な2レベルシステムを考える。 ガウス門と非ガウス門の大きな類を決定論的に実現することは十分であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-16T14:18:53Z)
• Universal measurement-based quantum computation in a one-dimensional architecture enabled by dual-unitary circuits [0.0]
  二重単位回路を多体状態に適用した後、適切な測定を行い、空間方向の量子計算を効果的に実装することを示す。 我々のプロトコルは、時空で汎用量子回路を回転させることを可能にし、量子コンピュータにおいて量子ビット数やコヒーレンス時間などのリソースを交換する方法を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-13T17:46:15Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。