Dalla fisica a molti corpi alla fisica a più tempi con Gregory AL White

Un discorso interessante sulle correlazioni quantistiche e su come si collegano al calcolo quantistico.

Abstract:

Le correlazioni quantistiche nel tempo hanno una struttura sorprendentemente simile alle correlazioni quantistiche spaziali, formalmente correlate tramite l'isomorfismo di Choi-Jamiolkowski. Di conseguenza, i processi multi-tempo sono dotati della stessa ricchezza della fisica a molti corpi, compreso l’entanglement temporale e strutture causali ben definite. La chiamiamo “fisica delle molte volte” e mostriamo come si presenta naturalmente nei contesti della dinamica quantistica rumorosa del dispositivo e dei più generali sistemi quantistici aperti non markoviani. Sviluppiamo una famiglia di strumenti per accedere alla fisica multi-tempo sui processori di informazioni quantistiche, che vengono poi dimostrati sui dispositivi IBM Quantum. Esploriamo la struttura delle correlazioni temporali e mostriamo come possono essere manipolate per produrre un processo più complesso o per rimuovere il rumore in un dispositivo. Inizialmente consideriamo le proprietà microscopiche a corto raggio, come il vero entanglement multi-tempo e gli stimatori per la memoria non markoviana. Quindi, adattando la classica tomografia delle ombre al dominio temporale, accediamo a caratteristiche del processo macroscopico come correlazioni a lungo raggio e una rappresentazione di rete tensore di un processo in 20 fasi. Mostriamo che possiamo convalidare il nostro modello prevedendo accuratamente i risultati delle misurazioni del circuito intermedio per sequenze di circuiti casuali. Le nostre tecniche sono pertinenti a processi dinamici stocastici quantistici generici, con un ambito che spazia dalla fisica della materia condensata, alla biologia quantistica e alla diagnostica approfondita dei dispositivi quantistici dell'era NISQ.

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