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信息在开放量子系统中争夺和混乱
在过去几年中，已广泛使用了超时订购的相关器（OTOC），以研究多体系统中的信息混乱和量子混乱。在本文中，我们扩展了Styliaris等人的平均双分子OTOC的形式主义[Phys。修订版Lett。 126，030601（2021）]到开放量子系统的情况下。 动力学不再是统一的，而是通过更通用的量子通道（痕量保留，完全正面的地图）来描述。 可以以精确的分析方式处理此“开放双分OTOC”，并显示出两个量子通道之间的距离。 此外，我们的分析形式揭示了互动的熵贡献，从信息争夺和环境破裂的贡献中，使后者可以构成前者。 为了阐明这种微妙的相互作用，我们分析研究了量子通道的特殊类别，即驱动通道，纠缠破裂的通道等。 最后，作为物理应用，我们在数值上研究了耗散性的多体旋转链，并展示了如何使用竞争性熵效应来区分可集成和混乱的状态。Lett。126，030601（2021）]到开放量子系统的情况下。动力学不再是统一的，而是通过更通用的量子通道（痕量保留，完全正面的地图）来描述。可以以精确的分析方式处理此“开放双分OTOC”，并显示出两个量子通道之间的距离。此外，我们的分析形式揭示了互动的熵贡献，从信息争夺和环境破裂的贡献中，使后者可以构成前者。为了阐明这种微妙的相互作用，我们分析研究了量子通道的特殊类别，即驱动通道，纠缠破裂的通道等。最后，作为物理应用，我们在数值上研究了耗散性的多体旋转链，并展示了如何使用竞争性熵效应来区分可集成和混乱的状态。
混沌系统中算子扩展的量子模拟...
人们对使用近期量子计算机来模拟和研究量子力学和量子信息科学的基础问题非常感兴趣，例如由非时间有序相关器 (OTOC) 测量的加扰。在这里，我们使用 IBM Q 处理器、量子误差缓解和编织 Trotter 模拟来研究 4 自旋 Ising 模型中高分辨率算子扩展作为空间、时间和可积性的函数。通过使用物理激励的 OTOC 固定节点变体，可以达到 4 自旋同时保持高电路保真度，从而可以在没有开销的情况下估计加扰。我们发现了混沌状态下弹道算子扩展的清晰特征，以及可积状态下算子定位。这里开发和展示的技术开辟了使用基于云的量子计算机研究和可视化加扰现象以及更普遍的量子信息动力学的可能性。
同一旋转和量子混乱
摘要：我们表明，量子混乱的最重要度量，例如框架电势，争夺，Loschmidt Echo回声和超级阶段相关器（OTOC），可以通过异形旋转的统一框架来描述，即K-flold Unitary Channel的Haar平均值。我们表明，这样的措施可以始终以同感旋转的期望值的形式施放。在文献中，有时会通过频谱和其他时间通过汉密尔顿人产生动力学的特征向量来研究量子混乱。我们表明，借助这项技术，我们可以在可联合的哈密顿量和量子混沌汉密尔顿人之间平稳地插入。与特征向量稳定剂状态的哈密顿人的同一旋转不具有混乱的特征，这与那些从HAAR措施中获取特征向量的汉密尔顿人不同。作为一个例子，与通用资源相比，Clifford Resources腐烂到更高的值获得的OTOC。通过掺杂哈密顿人的非克利福德资源，我们在一类可集成模型和量子混乱之间的OTOC行为中显示了一个交叉。此外，利用随机矩阵理论，我们表明，量子混乱的这些度量清楚地将探针的有限时间行为与量子混乱区分为与高斯单位合奏（GUE）相对应的量子混乱，并将其与Poisson分布和高斯分布和高斯对数（Gaussian diagonal）（GDE）（GDE）（GDE）（gde）所给出的集成光谱。
通过活性自旋团簇测量退相干效应下的量子信息扰乱动态
开发量子技术需要控制和理解多体系统中量子信息的非平衡动力学。局部信息通过创建复杂的关联（称为信息扰乱）在系统中传播，因为此过程阻止从局部测量中提取信息。在这项工作中，我们开发了一个改编自固态 NMR 方法的模型来量化信息扰乱。扰乱是通过时间反转 Loschmidt 回波 (LE) 和多重量子相干实验来测量的，这些实验本质上包含缺陷。考虑到这些缺陷，我们推导出非时间序相关器 (OTOC) 的表达式，以基于测量信息传播的活跃自旋数量来量化可观察的信息扰乱。基于 OTOC 表达式，退相干效应自然是由 LE 实验中未反转项的影响引起的。退相干会导致可测量程度的信息扰乱的局部化。这些效应定义了可观测的活跃自旋数量的局部化簇大小，从而确定了动态平衡。我们将模型的预测与使用固态 NMR 实验进行的量子模拟进行了对比，该实验测量了具有受控缺陷的时间反转回波的信息扰乱。从实验数据确定的量子信息扰乱的动态和其局部化效应之间具有极好的定量一致性。所提出的模型和派生的 OTOC 为量化大型量子系统（超过 10 4 个自旋）的量子信息动态提供了工具，与本质上包含缺陷的实验实现一致。
量子信息的动力学在变质效果下争夺
开发量子技术需要控制和理解多体系统中量子信息的非平衡动力学。本地信息通过创建称为信息争夺的复杂相关性来传播系统中，因为此过程可防止从本地测量中提取信息。在这项工作中，我们开发了一个改编自固态NMR方法的模型，以量化信息的争夺。通过时间逆转Loschmidt回声（LE）和多个量子相干实验进行了逆转，这些实验是通过内在包含不完美的。考虑到这些缺陷，我们得出了超时相关性（OTOC）的表达式，以根据测量信息传播的活动旋转的数量来量化可观察到的信息。基于OTOC表达式，在LE实验中的非扭转术语的效应自然而然地产生了效应，从而诱导了可测量的信息争吵程度的定位。这些效果定义了确定动态平衡的可观察到的活性自旋数量的定位簇大小。我们将模型的预测与使用固态NMR实验进行的量子模拟进行对比，这些量子模拟与时间反向回声相混合的信息与受控的缺陷。与量子信息的动力学及其从实验数据确定的效果相关的动力学发现了出色的定量一致性。提出的模型和衍生的OTOC设置了用于量化大量子系统（超过10个4旋转）的量子信息动态的工具，与实验实现了本质上包含不完美的实现。
希尔伯特空间碎片模型中的信息动力学
完全受挫阶梯——准一维几何受挫自旋一半海森堡模型——不可积，阶梯横档上的局部守恒量为局部守恒量，导致希尔伯特空间局部分裂为横档上由单重态和三重态组成的区段。我们通过纠缠熵和非时序相关器 (OTOC) 探索该模型的远离平衡态动力学。纠缠熵的后淬灭动力学非常异常，因为它显示出从短连接三重态块中出现的清晰的无阻尼复兴。我们发现熵的最大值来自于这样一幅图像，其中不同碎片之间的相干性与每个碎片内的完美热化共存。这意味着本征态热化假设在所有足够大的希尔伯特空间碎片中都成立。 OTOC 显示由短耦合碎片引起的短距离振荡，这些振荡在较长距离处变得不相干，并且由于与碎片相关的新出现的长度尺度而导致亚弹道扩散和长距离指数衰减。
![arXiv:2104.06032v2 [quant-ph] 2021 年 5 月 31 日](/simg/4\4caf8abd6573dcf16aa1a778a00535cab3280533.webp)
arXiv:2104.06032v2 [quant-ph] 2021 年 5 月 31 日
我们研究了干涉元素在量子光非线性光谱中的应用。受控干涉耦合到物质的电磁场可以诱导物质微观耦合序列（历史）的建设性或破坏性贡献。由于量子场不交换，量子光信号对光物质耦合序列的顺序很敏感。因此，物质关联函数由不同的场因子印记，这些场因子取决于该顺序。我们通过控制不同贡献路径的权重来识别相关的量子信息，并提供了几种恢复它的实验方案。非线性量子响应函数包括非时间排序物质关联器 (OTOC)，它揭示了扰动如何在整个量子系统中传播（信息扰乱）。当使用超快脉冲序列时，相对于干涉仪引起的路径差异，它们的影响最为显著。 OTOC 出现在其他领域的量子信息学研究中，包括黑洞、高能和凝聚态物理。
测量离子阱量子磁体中的非时间序相关性和多重量子谱
可控离子和超冷原子阵列可以模拟复杂的多体现象，并可能为现代科学中尚未解决的问题提供见解。为此，需要实验上可行的协议来量化量子关联和相干性的积累，因为执行全状态断层扫描不能随粒子数量而有利地扩展。在这里，我们开发并通过实验证明了这样一种协议，它使用多体动力学的时间反转来测量远程 Ising 自旋量子模拟器中的非时间顺序关联函数 (OTOC)，该模拟器在 Penning 阱中有超过 100 个离子。通过测量作为可调参数函数的 OTOC 系列，我们获得了关于多量子相干谱中编码的系统状态的细粒度信息，提取了量子态纯度，并展示了多达 8 体关联的积累。该协议的未来应用可以用于研究多体定位、量子相变以及量子和引力系统之间的全息对偶性测试。电视
测量离子阱量子磁体中的非时间顺序相关性和多重量子谱
可控离子和超冷原子阵列可以模拟复杂的多体现象，并可能为现代科学中尚未解决的问题提供见解。为此，需要实验上可行的协议来量化量子关联和相干性的积累，因为执行全状态断层扫描不能随着粒子数量的增加而有利地扩展。在这里，我们开发并通过实验证明了这样一种协议，它使用多体动力学的时间反转来测量远程 Ising 自旋量子模拟器中的非时间顺序关联函数 (OTOC)，该模拟器在 Penning 阱中有超过 100 个离子。通过测量作为可调参数函数的 OTOC 系列，我们获得了关于多量子相干谱中编码的系统状态的细粒度信息，提取了量子态纯度，并展示了多达 8 体关联的积累。该协议的未来应用可以实现多体定位、量子相变以及量子和引力系统之间全息对偶性测试的研究。T
探测量子信息传播的量子 - ...
相互作用的多体量子系统表现出丰富的物理现象和动力学特性，但众所周知，很难研究：它们在分析和指出的方面都在挑战，很难在古典计算机上模拟。小规模的量子信息处理器有望有效地模拟这些系统，但是表征其动力学是实验性的挑战，需要超越简单相关功能和多体层析成像方法的探针。在这里，我们演示了测量超定分的相关因子（OTOC），这是研究量子系统演化和量子疗法等过程的最有效的工具之一。我们用超级导管电路实施了3x3二维硬核玻色式晶格，通过执行洛夫米德（Loschmidt）回波研究其时间可逆性，并测量OTOC，使我们能够观察到量子信息的繁殖。我们实验的中心要求是能够连贯逆转时间演变的能力，我们通过数字模拟模拟方案实现了这一目标。在存在频率障碍的情况下，我们观察到可以通过更多的粒子来部分克服定位，这是在二维中多体定位的可能标志。