Emergent quantum state designs and biunitarity in dual-unitary circuit dynamics PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

ایمرجنٹ کوانٹم سٹیٹ ڈیزائنز اور ڈوئل یونٹری سرکٹ ڈائنامکس میں دو اکائی

پیٹر ڈبلیو کلیس1,2 اور آسٹن لاما کرافٹ2

1میکس پلانک انسٹی ٹیوٹ فار دی فزکس آف کمپلیکس سسٹمز، 01187 ڈریسڈن، جرمنی
2TCM گروپ، کیوینڈش لیبارٹری، کیمبرج یونیورسٹی، کیمبرج CB3 0HE، UK

اس کاغذ کو دلچسپ لگتا ہے یا اس پر بات کرنا چاہتے ہیں؟ SciRate پر تبصرہ کریں یا چھوڑیں۔.

خلاصہ

حالیہ کاموں نے کوانٹم بجھانے کے بعد یونٹری ڈائنامکس میں ایک نئی قسم کے بے ترتیب میٹرکس رویے کے ابھرنے کی تحقیقات کی ہیں۔ ایک وقت سے تیار شدہ حالت سے شروع کرتے ہوئے، ایک چھوٹے سب سسٹم پر تعاون یافتہ خالص ریاستوں کا ایک جوڑا سسٹم کے بقیہ حصے پر پروجیکٹیو پیمائش کر کے تیار کیا جا سکتا ہے، جس سے $textit{projected ensemble}$ ہوتا ہے۔ افراتفری والے کوانٹم سسٹمز میں یہ قیاس کیا گیا کہ اس طرح کے پیش کردہ جوڑے یکساں ہار-رینڈم جوڑ سے الگ نہیں ہو سکتے اور $textit{کوانٹم سٹیٹ ڈیزائن}$ کی طرف لے جاتے ہیں۔ بالکل درست نتائج حال ہی میں ہو اور چوئی [طبیعیات کے ذریعہ پیش کیے گئے تھے۔ Rev. Lett. 128, 060601 (2022)] سیلف ڈوئل پوائنٹ پر کِک آئیزنگ ماڈل کے لیے۔ ہم ایک متبادل تعمیر فراہم کرتے ہیں جسے حل کرنے کے قابل ابتدائی حالتوں اور پیمائشوں کے ساتھ عام افراتفری والے دوہری-یونیتری سرکٹس تک بڑھایا جا سکتا ہے، جو بنیادی دوہری وحدت کے کردار کو نمایاں کرتا ہے اور مزید یہ ظاہر کرتا ہے کہ کس طرح دوہری-یحدانی سرکٹ ماڈل درست حل پذیری اور بے ترتیب میٹرکس رویے دونوں کو ظاہر کرتے ہیں۔ بایوونٹری کنکشن کے نتائج کی بنیاد پر، ہم یہ ظاہر کرتے ہیں کہ کس طرح پیچیدہ Hadamard میٹرکس اور یونٹری ایرر بیسز دونوں ہی قابل حل پیمائش کی اسکیموں کا باعث بنتے ہیں۔

کوانٹم کی بالادستی کے حالیہ مظاہرے بے ترتیب کوانٹم ریاستوں کی تیاری پر مبنی ہیں۔ ان تجربات میں بے ترتیب پن کو عام (سیڈو-) بے ترتیب نمبر جنریٹرز کا استعمال کرتے ہوئے تجرباتی پیرامیٹرز کا انتخاب کرکے متعارف کرایا گیا تھا۔ حال ہی میں، ایک متبادل نقطہ نظر تجویز کیا گیا تھا: ایک بڑے کوانٹم سسٹم کے ایک حصے کی پیمائش کرکے، خود کوانٹم پیمائش کے عمل میں موجود غیر یقینی صورتحال کو نظام کے غیر مشاہدہ شدہ حصے میں بے ترتیب کوانٹم حالت پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

کام کرنے کے لیے اس نقطہ نظر کے لیے ریاست کو دو ذیلی نظاموں کے درمیان اعلیٰ درجے کا الجھنا چاہیے۔ دوسری طرف، ممکنہ تجرباتی ادراک مقامی ہونا ضروری ہے: مثال کے طور پر، پڑوسی کیوبٹس پر آپریشن کے ذریعے تشکیل دیا گیا ہے۔ اس مقالے میں ہم دکھاتے ہیں کہ حال ہی میں متعارف کرایا گیا کوانٹم سرکٹس کا ایک خاندان جو دوہری یونٹری گیٹس سے بنایا گیا ہے، جزوی پیمائش کے طریقہ کار سے من مانی طور پر بے ترتیب کوانٹم سٹیٹس بنانے کے لیے ضروری اجزاء فراہم کرتا ہے۔ کوانٹم کمپیوٹرز کی بینچ مارکنگ کے لیے ممکنہ ایپلی کیشنز کے علاوہ، ہمارے نتائج ایک توسیعی نظام کے ویو فنکشنز کی کوانٹم افراتفری کی خصوصیات کا تفصیلی نظارہ فراہم کرتے ہیں۔

► BibTeX ڈیٹا

► حوالہ جات

ہے [1] L. D’Alessio, Y. Kafri, A. Polkovnikov, and M. Rigol, Adv. Phys. 65, 239 (2016).
https://​doi.org/​10.1080/​00018732.2016.1198134

ہے [2] H.-J. Stöckmann، Quantum Chaos: An Introduction (کیمبرج یونیورسٹی پریس، کیمبرج، 1999)۔
https://​doi.org/​10.1017/​CBO9780511524622

ہے [3] F. Haake، Quantum Signatures of Chaos، Synergetics میں Springer Series، Vol. 54 (Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg, 2010)۔
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-05428-0

ہے [4] M. Akila, D. Waltner, B. Gutkin, and T. Guhr, J. Phys. A: ریاضی تھیور 49، 375101 (2016)۔
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​49/​37/​375101

ہے [5] B. Bertini، P. Kos، اور T. Prosen، Phys. Rev. Lett. 121، 264101 (2018)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.121.264101

ہے [6] B. Bertini، P. Kos، اور T. Prosen، Phys. Rev. X 9, 021033 (2019a)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.9.021033

ہے [7] ایس گوپال کرشنن اور اے لاما کرافٹ، فز۔ Rev. B 100, 064309 (2019)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevB.100.064309

ہے [8] B. Bertini، P. Kos، اور T. Prosen، Phys. Rev. Lett. 123، 210601 (2019b)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.123.210601

ہے [9] ایس اے راتھر، ایس اراوندا، اور اے لکشمی نارائن، فز۔ Rev. Lett. 125، 070501 (2020)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.125.070501

ہے [10] B. Gutkin، P. Braun، M. Akila، D. Waltner، اور T. Guhr، Phys. Rev. B 102, 174307 (2020)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevB.102.174307

ہے [11] S. Aravinda, SA Rather, and A. Lakshminarayan, Phys. Rev. Research 3, 043034 (2021)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.043034

ہے [12] PW Claeys اور A. Lamacraft، Phys. Rev. Lett. 126، 100603 (2021)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.126.100603

ہے [13] T. Prosen، Chaos 31, 093101 (2021)۔
https://​doi.org/​10.1063/​5.0056970

ہے [14] S. سنگھ اور I. Nechita, arXiv:2112.11123 (2021)۔
https://​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​ac7017
arXiv:2112.11123v1

ہے [15] M. بورسی اور B. Pozsgay, arXiv:2201.07768 (2022)۔
آر ایکس سی: 2201.07768

ہے [16] PW Claeys اور A. Lamacraft، Phys. Rev. Research 2, 033032 (2020)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.2.033032

ہے [17] B. Bertini اور L. Piroli، Phys. Rev. B 102, 064305 (2020)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevB.102.064305

ہے [18] R. Suzuki, K. Mitarai, and K. Fujii, Quantum 6, 631 (2022)۔
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2022-01-24-631

ہے [19] L. Piroli، B. Bertini، JI Cirac، اور T. Prosen، Phys. Rev. B 101, 094304 (2020)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevB.101.094304

ہے [20] B. Jonnadula, P. Mandayam, K. Życzkowski, اور A. Lakshminarayan, Phys. Rev. Research 2, 043126 (2020)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.2.043126

ہے [21] I. Reid اور B. Bertini، Phys. Rev. B 104, 014301 (2021)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevB.104.014301

ہے [22] P. Kos، B. Bertini، اور T. Prosen، Phys. Rev. X 11, 011022 (2021a)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.11.011022

ہے [23] A. Lerose, M. Sonner, and DA Abanin, Phys. Rev. X 11, 021040 (2021)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.11.021040

ہے [24] G. Giudice, G. Giudici, M. Sonner, J. Thoenniss, A. Lerose, DA Abanin, and L. Piroli, Phys. Rev. Lett. 128، 220401 (2022)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.128.220401

ہے [25] A. Lerose, M. Sonner, and DA Abanin, arXiv:2201.04150 (2022)۔
آر ایکس سی: 2201.04150

ہے [26] A. Zabalo, M. Gullans, J. Wilson, R. Vasseur, A. Ludwig, S. Gopalakrishnan, DA Huse, and J. Pixley, Phys. Rev. Lett. 128، 050602 (2022)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.128.050602

ہے [27] E. Chertkov, J. Bohnet, D. Francois, J. Gaebler, D. Gresh, A. Hankin, K. Lee, R. Tobey, D. Hayes, B. Neyenhuis, R. Stutz, AC Potter, and M. Foss-Feig, arXiv:2105.09324 (2021)۔
آر ایکس سی: 2105.09324

ہے [28] X. Mi, P. Roushan, C. Quintana, S. Mandrà, J. Marshall, C. Neill, F. Arute, K. Arya, J. Atalaya, R. Babbush, JC Bardin, R. Barends, J. Basso , A. Bengtsson, S. Boixo, A. Bourassa, M. Broughton, BB Buckley, DA Buell, B. Burkett, N. Bushnell, Z. Chen, B. Chiaro, R. Collins, W. Courtney, S. Demura , AR Derk, A. Dunsworth, D. Eppens, C. Erickson, E. Farhi, AG Fowler, B. Foxen, C. Gidney, M. Giustina, JA Gross, MP Harrigan, SD Harrington, J. Hilton, A. Ho, S. Hong, T. Huang, WJ Huggins, LB Ioffe, SV Isakov, E. Jeffrey, Z. Jiang, C. Jones, D. Kafri, J. Kelly, S. Kim, A. Kitaev, PV Klimov, AN Korotkov, F. Kostritsa, D. Landhuis, P. Laptev, E. Lucero, O. Martin, JR McClean, T. McCourt, M. McEwen, A. Megrant, KC Miao, M. Mohseni, S Montazeri, W Mruczkiewicz, J. Mutus, O. Naaman, M. Neeley, M. Newman, MY Niu, TE O'Brien, A. Opremcak, E. Ostby, B. Pato, A. Petukhov, N. Redd, NC Rubin, D. Sank, KJ Satzinger, V. Shvarts, D. Strain, M. Szalay, MD Trevithick, B. Villalonga, T. White, ZJ Yao, P. Yeh, A. Zalcman, H. Neven, I. Aleiner, K Kechedzhi, V. Smelyanskiy, and Y. Chen, Science (2021), 10.1126/​science.abg5029۔
https://​doi.org/​10.1126/​science.abg5029

ہے [29] B. Bertini، P. Kos، اور T. Prosen، Commun. ریاضی طبیعیات 387، 597 (2021)۔
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-021-04139-2

ہے [30] P. Kos، B. Bertini، اور T. Prosen، Phys. Rev. Lett. 126، 190601 (2021b)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.126.190601

ہے [31] F. Fritzsch اور T. Prosen، Phys. Rev. E 103, 062133 (2021)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevE.103.062133

ہے [32] JS Cotler, DK Mark, H.-Y. ہوانگ، ایف. ہرنینڈز، جے چوئی، اے ایل شا، ایم اینڈریس، اور ایس چوئی، arXiv:2103.03536 (2021)۔
آر ایکس سی: 2103.03536

ہے [33] J. Choi, AL Shaw, IS Madjarov, X. Xie, JP Covey, JS Cotler, DK Mark, H.-Y. Huang, A. Kale, H. Pichler, FGSL Brandão, S. Choi, and M. Endres, arXiv:2103.03535 (2021)۔
آر ایکس سی: 2103.03535

ہے [34] ڈبلیو ڈبلیو ہو اور ایس چوئی، فز۔ Rev. Lett. 128، 060601 (2022)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.128.060601

ہے [35] D. Gross, K. Audenaert, and J. Eisert, J. Math. طبیعیات 48، 052104 (2007)۔
https://​doi.org/​10.1063/​1.2716992

ہے [36] A. Ambainis and J. Emerson, in Twenty-Second Annual IEEE Conference on Computational Complexity (CCC’07) (2007) pp. 129–140, iSSN: 1093-0159.
https://​/​doi.org/​10.1109/CCC.2007.26

ہے [37] ڈی اے رابرٹس اور بی یوشیدا، جے ہائی انرج۔ طبیعیات 2017، 121 (2017)۔
https://​doi.org/​10.1007/​JHEP04(2017)121

ہے [38] H. Wilming اور I. Roth, arXiv:2202.01669 (2022)۔
آر ایکس سی: 2202.01669

ہے [39] DJ Reutter اور J. Vicary, Higher Structures 3, 109 (2019)۔
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.1609.07775

ہے [40] اے چندرن اور سی آر لومن، طبیعات۔ Rev. B 92, 024301 (2015)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevB.92.024301

ہے [41] اے نہم، جے رحمان، ایس وجے، اور جے ہاہ، فز۔ Rev. X 7, 031016 (2017)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.7.031016

ہے [42] وی کھیمانی، اے وشواناتھ، اور ڈی اے ہوس، فز۔ Rev. X 8, 031057 (2018)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.8.031057

ہے [43] C. وون Keyserlingk, T. Rakovszky, F. Pollmann, and S. Sondhi, Phys. Rev. X 8, 021013 (2018)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.8.021013

ہے [44] A. Nahum, S. Vijay, اور J. Haah, Phys. Rev. X 8, 021014 (2018)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.8.021014

ہے [45] A. Chan, A. De Luca, and J. Chalker, Phys. Rev. X 8, 041019 (2018)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.8.041019

ہے [46] T. Rakovszky، F. Pollmann، اور C. Von Keyserlingk، Phys. Rev. X 8, 031058 (2018)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.8.031058

ہے [47] T. Rakovszky، F. Pollmann، اور C. Von Keyserlingk، Phys. Rev. Lett. 122، 250602 (2019)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.122.250602

ہے [48] T. Zhou اور A. Nahum، Phys. Rev. X 10, 031066 (2020)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.10.031066

ہے [49] ایس گیرٹ اور جے چاکر، فز۔ Rev. X 11, 021051 (2021)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.11.021051

ہے [50] J. Bensa اور M. Znidarič، Phys. Rev. X 11, 031019 (2021)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.11.031019

ہے [51] آر اوروس، این۔ طبیعیات 349، 117 (2014)۔
https://​/​doi.org/​10.1016/​j.aop.2014.06.013

ہے [52] B. Bertini، P. Kos، اور T. Prosen، SciPost Phys. 8، 067 (2020a)۔
https://​/​doi.org/​10.21468/​SciPostPhys.8.4.067

ہے [53] D. Weingarten, J. Math. طبیعیات 19، 999 (1978)۔
https://​doi.org/​10.1063/​1.523807

ہے [54] B. کولنز، انٹ۔ ریاضی Res. نہیں 2003، 953 (2003)۔
https://​doi.org/​10.1155/​S107379280320917X

ہے [55] B. کولنز اور P. Śniady، Commun. ریاضی طبیعیات 264، 773 (2006)۔
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-006-1554-3

ہے [56] B. Bertini، P. Kos، اور T. Prosen، SciPost Phy. 8، 068 (2020b)۔
https://​/​doi.org/​10.21468/​SciPostPhys.8.4.068

ہے [57] Z. Webb, QIC 16, 1379 (2016)۔
https://​doi.org/​10.26421/​QIC16.15-16-8

ہے [58] E. Knill، غیر بائنری یونٹری ایرر بیسز اور کوانٹم کوڈز، ٹیک۔ Rep. LA-UR-96-2717 (Los Alamos National Lab. (LANL), Los Alamos, NM (United States), 1996).
https://​doi.org/​10.2172/​373768

ہے [59] پی شور، کمپیوٹر سائنس کی بنیادوں پر 37ویں کانفرنس کی کارروائی میں (1996) صفحہ 56-65، iSSN: 0272-5428۔
https://​/​doi.org/​10.1109/​SFCS.1996.548464

ہے [60] آر ایف ورنر، جے فز۔ A: ریاضی جنرل 34، 7081 (2001)۔
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0305-4470/​34/​35/​332

ہے [61] J. Hauschild اور F. Pollmann، SciPost Phys. لیکٹ نوٹس، 005 (2018)۔
https://​doi.org/​10.21468/​SciPostPhysLectNotes.5

ہے [62] وائی ​​لی، ایکس چن، اور ایم پی اے فشر، فز۔ Rev. B 98, 205136 (2018)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevB.98.205136

ہے [63] بی سکنر، جے رحمان، اور اے نہم، فز۔ Rev. X 9, 031009 (2019)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.9.031009

ہے [64] اے چن، آر ایم نند کشور، ایم پریٹکو، اور جی اسمتھ، فز۔ Rev. B 99, 224307 (2019)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevB.99.224307

ہے [65] ایم جے گلانس اور ڈی اے ہیس، فز۔ Rev. X 10, 041020 (2020)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.10.041020

ہے [66] M. Ippoliti اور WW Ho, arXiv:2204.13657 (2022)۔
آر ایکس سی: 2204.13657

کی طرف سے حوالہ دیا گیا

[1] Matteo Ippoliti and Wen Wei Ho, “Dynamical purification and the emergence of quantum state designs from the projected ensemble”, آر ایکس سی: 2204.13657.

[2] Suhail Ahmad Rather, S. Aravinda, and Arul Lakshminarayan, “Construction and local equivalence of dual-unitary operators: from dynamical maps to quantum combinatorial designs”, آر ایکس سی: 2205.08842.

مذکورہ بالا اقتباسات سے ہیں۔ SAO/NASA ADS (آخری بار کامیابی کے ساتھ 2022-07-16 14:31:19)۔ فہرست نامکمل ہو سکتی ہے کیونکہ تمام ناشرین مناسب اور مکمل حوالہ ڈیٹا فراہم نہیں کرتے ہیں۔

On Crossref کی طرف سے پیش خدمت کاموں کے حوالے سے کوئی ڈیٹا نہیں ملا (آخری کوشش 2022-07-16 14:31:18)۔

ٹائم اسٹیمپ:

سے زیادہ کوانٹم جرنل