Evoluções unitárias originadas por memórias quânticas interativas: sistemas quânticos fechados dirigindo-se usando suas histórias de estado

Evoluções unitárias originadas por memórias quânticas interativas: sistemas quânticos fechados dirigindo-se usando suas histórias de estado

Carimbo de data / hora: 15 de maio de 2023 9:04
Evoluções unitárias originadas pela interação de memórias quânticas: sistemas quânticos fechados que se dirigem usando suas histórias de estado PlatoBlockchain Data Intelligence. Pesquisa vertical. Ai.

Alireza Tavanfar1,2, Aliasghar Parvizi3,4e Marco Pezzutto5

1Investigação Champalimaud, Centro Champalimaud para o Desconhecido, 1400-038 Lisboa, Portugal
2Instituto de Neurociência, Universidade de Oregon, Eugene, OR 97403, EUA
3Departamento de Física, Universidade de Teerã, 14395-547, Teerã, Irã
4Escola de Partículas e Aceleradores, Instituto de Pesquisa em Ciências Fundamentais (IPM), PO Box 19395-5531 Teerã, Irã
5Sistemas Complexos e Mecânica Estatística, Unidade de Pesquisa em Física e Ciência dos Materiais, Universidade de Luxemburgo, L-1511 Luxemburgo

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Sumário

Propomos, formulamos e examinamos novos sistemas quânticos e fases comportamentais nas quais as escolhas momentâneas das memórias do sistema interagem para originar as interações internas e as evoluções temporais unitárias do sistema. Em um sistema fechado do tipo, o operador unitário de evolução é atualizado, momento a momento, sendo refeito a partir da 'experiência' do sistema, ou seja, sua história de estados quânticos. Os hamiltonianos `Quantum Memory Made' (QMM-Hs) que geram essas evoluções unitárias são operadores Hermitianos não-locais no tempo compostos de operadores de densidade do passado até o presente escolhidos arbitrariamente do sistema fechado ou de seus subsistemas arbitrários. As evoluções temporais do tipo são descritas por novas equações não lineares não locais de von Neumann e Schrödinger. Nós estabelecemos que as evoluções unitárias Puramente-QMM não triviais são 'Robustly Non-Markovianas', o que significa que as distâncias temporais máximas entre as memórias quânticas escolhidas devem exceder os limites inferiores finitos que são definidos pelos acoplamentos de interação. Após formulações e considerações gerais, nos concentramos na tarefa suficientemente envolvida de obter e classificar fases comportamentais de evoluções de estado puro de um qubit geradas por QMM-Hs polinomiais de primeira a terceira ordem feitos de um, dois e três memórias quânticas . Os atratores comportamentais resultantes de QMM-Hs são caracterizados e classificados usando QMM de função de dois pontos observáveis ​​como sondas naturais, combinando métodos analíticos com extensas análises numéricas. Os diagramas de fase QMM mostram-se extraordinariamente ricos, possuindo diversas classes de evoluções unitárias sem precedentes com comportamentos fisicamente notáveis. Além disso, mostramos que as interações QMM causam novas transições de fase dinâmicas puramente internas. Finalmente, sugerimos domínios fundamentais e aplicados independentes onde as Evoluções Unitárias 'Centricas à Experiência' propostas podem ser aplicadas de forma natural e vantajosa.

Resumo popular

Considere um sistema quântico fechado, S, e todos os possíveis subsistemas que ele contém. Para uma janela da história estendida desde um momento inicial até agora, a 'Experiência' inclusiva desse sistema fechado é definível naturalmente como um arquivo indexado que consiste em todos os estados que o próprio S desenvolveu unitariamente, juntamente com todos os estados (que são, portanto) formados por todos esses subsistemas. A ideia central do presente artigo é a possibilidade natural conjeturada de novos comportamentos quânticos nos quais é essa experiência acumulada que desempenha um papel fundamental na origem e atualização, momento a momento, das interações internas e do hamiltoniano de S.

Em outras palavras, o tema definidor do trabalho é sugerir, formular e investigar profundas interações estruturais e comportamentais entre a Não-Markovianidade, ou seja, as dependências da história do estado, e o princípio fundamental da Unitaridade. Apresentamos uma formulação geral da sinergia acima mencionada que é seguida por extensas análises analíticas e numéricas das estruturas e as soluções consistentes das novas equações não lineares não locais no tempo de Schrödinger e von Neumann resultantes em contextos gerais e nos modelos mais simples. Como claramente manifestado por essas explorações, os efeitos comportamentais das interações propostas entre a centralidade da experiência e a unitaridade da evolução são realmente enormes: a fusão leva a um amplo espectro de classes distintas sem precedentes de comportamentos quânticos que são notáveis ​​qualitativamente.

Concluindo o trabalho como um primeiro passo para a divulgação completa da proposta 'Teoria Quântica Centrada na Experiência', ou seja, a teoria das Evoluções Unitárias Centradas na Experiência (emergentes ou fundamentais), vislumbramos e indicamos como ela pode ser naturalmente aplicada em vários domínios como (especialmente estruturas 'Wheelerianas' de) gravidade quântica e inteligência quântica geral.

► dados BibTeX

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