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发现量子混沌和加扰的非同一性

 AIpatent 2024-05-24 发布于上海

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摘   要:研究人员在不同的量子多体系统中,通过数值验证了将加扰作为操作论特征的Hayden-Preskill思考实验,发现量子混沌的动力学不一定是加扰。

关键词:量子多体系统、量子混沌、量子加扰、Hayden-Preskill思考实验

日本基础物理学研究所通过各种量子多体系统的动力学详细分析了量子信息是如何被编码的,并阐明了量子混沌引起的量子纠错的性质。

理解在复杂相互作用的量子多体系统中出现的物理现象是现代物理学最尖端的研究课题。近年来,利用量子信息方法的研究正在大力推进中。其中,被称为加扰的复杂量子多体系统所特有的时间发展动力学有可能与量子纠错这一量子信息技术有关,加扰引起的信息和物理的共创现象备受关注。

本研究中,研究人员在不同的量子多体系统中,通过数值验证了将加扰作为操作论特征的Hayden-Preskill思考实验,发现量子混沌的动力学不一定是加扰,以及通过加扰进行表征的量子系统交叉。

本研究从量子信息的观点出发,对复杂的量子多体系统中的非平衡动力学进行表征,通过加扰物理,有望成为普遍理解量子混沌和黑洞等复杂量子系统的突破口。

量子多体系统中Hayden-Preskill的思考实验概念图

在由许多粒子构成的量子多体系统的部分体系中,将量子信息写入,经过足够长时间的发展后,再尝试从其他局部系统中复原该量子信息。简单的系统无法很好地复原,但复杂的系统可以高精度地复原。

研究者评论

“最近几年,关于量子多体系统的复杂动力学与量子信息的关系的研究越来越活跃。除了本研究的纠错以外,还在探索用于量子体系的基准等各种各样的应用。其中最核心的就是混沌这个概念。一听到混沌,就会给人一种在一定时间后所有东西都会变得杂乱无章的印象;但近年来,渐渐认识到如果能控制它的复杂性,将会发挥大用处。复杂性会转化成力量。敬请期待今后的研究发展。”


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