論文の概要: Observing the magic Mpemba effect in localized dynamics on a digital quantum computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.08769v1
- Date: Tue, 06 Oct 2026 17:54:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-08 02:58:30.15926
- Title: Observing the magic Mpemba effect in localized dynamics on a digital quantum computer
- Title（参考訳）: デジタル量子コンピュータにおける局所力学におけるMpemba効果の観測
- Abstract要約: ムペンバ効果は平衡に近い状態がより速く緩和しなければならないという直観に挑戦する。
我々は、この魔法Mpemba効果のメカニズムとして、相互作用によって引き起こされる嫌悪を明らかにする。
我々は、IBMの超伝導量子プロセッサにおいて、両方の特徴を観察する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.916122948706645
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The Mpemba effect challenges the intuition that states closer to equilibrium must relax faster. We ask whether an analogous magic-ordering reversal can occur in the generation of quantum magic (nonstabilizerness), a key resource for universal quantum computation: can a state with less initial magic overtake one with more and reach its asymptotic value sooner? Here, we uncover interaction-induced dephasing as a distinct mechanism for this magic Mpemba effect, requiring neither transport nor conventional thermalization. For tilted product states in an interacting $\ell$-bit model, a random-phase analysis predicts a reversal of the magic ordering: states with less initial magic attain higher saturated magic, independent of their spatial pattern. Exact simulations of the $\ell$-bit model and localized spin chains further show that these states also saturate earlier. We observe both features on IBM superconducting quantum processors. An effective $\ell$-bit implementation accesses long dephasing times at fixed circuit depth by encoding time in gate angles, while a microscopic spin model exhibits the reversal universally across initial patterns in the localized regime but only selectively in the ergodic regime. These results establish interaction-induced dephasing as a route to anomalous quantum-resource relaxation beyond transport-driven thermalizing dynamics.
- Abstract（参考訳）: Mpemba効果は平衡に近い状態がより速く緩和しなければならないという直観に挑戦する。
普遍的な量子計算の鍵となる量子魔法(非安定化剤性)の生成において、類似のマジック順序逆転が起こるかどうかを問う。
ここでは, このマジック・ムペンバ効果のメカニズムとして, 相互作用誘起脱落を明らかにし, 輸送も従来の熱化も必要としない。
相互作用する$\ell$-bitモデルにおける傾いた積状態に対して、ランダム位相解析はマジック順序の反転を予測する。
$\ell$-bitモデルと局所スピン鎖の厳密なシミュレーションは、これらの状態がより早く飽和することを示している。
我々は、IBMの超伝導量子プロセッサにおいて、両方の特徴を観察する。
有効な$$\ell$-bit実装は、ゲート角の符号化時間によって、固定回路深さで長い劣化時間にアクセスし、一方、顕微鏡スピンモデルは、局所化された状態における初期パターンに普遍的に反転するが、エルゴード的状態においてのみ選択的に現れる。
これらの結果は、輸送駆動熱化力学を超えた異常な量子-リソース緩和への経路として、相互作用誘起の脱落が確立される。
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