Verified Quantum Information Scrambling
量子置乱是将局域信息分散到多体量子纠缠和分布在整个系统中的关联中。这个概念是封闭量子系统中热化动力学的基础，最近已经成为描述黑洞中混沌的有力工具。然而，由于各态历经多体纠缠态的指数复杂性，量子置乱的直接实验测量是困难的。表征量子置乱的一种方法是测量非时间有序的关联函数（OTOC）;然而，由于置乱导致它们的衰减，所以OTOC通常不会区分量子置乱和普通的退相干。在这里，我们实现了一个量子线路，提供了一个积极的测试，一个给定的酉过程的扰频功能。这种方法有条件地通过电路传送量子态，提供了一个明确的石蕊测试加扰，同时将潜在的电路错误投射到一个辅助的可观察。我们通过可调的3-qubit幺正操作作为离子阱量子计算机上的7-qubit电路的一部分来设计量子加扰过程。测得的隐形传态量子数通常是$\sim80\%$，并使我们能够通过实验限制相应OTOC测量的加扰引起的衰减。
2018-06-18 quant-ph
Effect of Quantum Information Scrambling on Bound Entangled States
该研究探讨量子信息置乱对束缚纠缠态的影响，发现置乱虽会降低整体纠缠，却能在束缚纠缠态的可分部分产生近似稳定纠缠，从而激活这类难提纯的噪声纠缠态。
2024-06-21 quant-ph
Information Scrambling and the Correspondence of Entanglement- and Operator Dynamics in Systems with Nonlocal Interactions
本研究探讨了具有非局域相互作用的 Ising 模型中的信息置乱，发现非局域相互作用会引发无法被 OTOCs 精确捕捉的算符动力学，并揭示了幺正演化下的局域算符与量子猝灭后纠缠熵之间的独特类比。
2023-04-24 quant-ph
Scrambling and entanglement spreading in long-range spin chains
我们研究混乱的连接到多体纠缠动力学在定期和混乱的远程自旋链，其特征在于一个明确的半经典极限。对于常规动力学，混乱和纠缠动力学被发现是非常不同的：直到Escherichfest时间，他们只在之后才并排离开。纠缠饱和，并成为广泛的多方，而混乱继续其增长的复发时间。值得注意的是，指数行为的混乱出现不仅在混沌的情况下，但也在定期的，当动态发生在一个动态临界点。
2018-10-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Unifying fast scrambling, thermalization and entanglement through the measurement of FOTOCs in the Dicke model
量子信息的置乱是一个过程，通过该过程，最初存储在量子多体系统的局部自由度中的信息在其多体自由度上扩散，变得无法被局部探测器访问，从而明显丢失。扰乱和纠缠是调和看似无关的行为的关键概念，包括孤立量子系统的热化和黑洞中的信息丢失，并且彻底改变了我们对非平衡现象的理解。在这里，我们证明了一个家庭的保真度的时间顺序外扰子（FOTOC），最近测量的捕获离子量子模拟器通过时间反演的多体动力学，其次是保真度测量，可以作为一个统一的诊断工具，阐明了快速加扰，体积定律纠缠，遍历性，量子混沌，以及系统半经典动力学中的蝴蝶效应。我们展示了FOTOC的效用，通过计算它们在迪克模型，一个标志性的模型在量子光学，最近实施的原子和捕获离子设置。该模型描述了一个大自旋耦合到一个振子和功能丰富的行为，包括量子相变和混沌。在这里，我们表明，FOTOC提供了一个直接的测量自旋-声子Renyi熵和量子热化。此外，我们连接的FOTOC简单的运营商的方差，使我们能够观察到快速扰频的参数制度，系统的经典轨迹是混乱的，并明确涉及量子和经典的李雅普诺夫指数在一个真正的量子多体系统。我们的研究结果打开了一个路径的实验使用的FOTOC量化快速扰码，确定量子信息处理的界限，并确定可能的候选人的黑洞类似物在可控的量子系统。
2019-10-08 quant-ph
Tripartite mutual information, entanglement, and scrambling in permutation symmetric systems with an application to quantum chaos
当系统动力学由对称过程或集体自旋算符描述时，在粒子重新标记下不变的多体状态，即置换对称状态，自然发生。我们推导了这些状态的任意子系统分解的约化密度矩阵的表达式，并研究了当联合系统被随机均匀选取时，置换对称状态及其子系统的性质。因此，定义了一个新的随机矩阵系综，我们发现的平均线性熵和冯诺伊曼熵，这意味着随机排列对称态的边际纠缠，因此三方互信息（TMI）通常是积极的，防止信息被共享的全球。将这些结果应用于量子踢顶系统，我们发现，纠缠，互信息和TMI都增加了大型子系统在Eklfest或对数时间和饱和的随机状态值，如果有全局混沌。在这段时间内，时间外的顺序调制器（OTOC）指数地演变，意味着在相空间中的混乱。我们讨论如何积极的TMI可能与这种混乱共存。
2018-11-19 quant-ph
A Butterfly Effect in Encoding-Decoding Quantum Circuits
本文研究了含噪编码-解码量子电路中的信息置乱，利用$\mathcal{A}$-OTOC推导出解析表达式，发现热力学极限下微小噪声会引发宏观信息置乱的蝴蝶效应，且该效应可能广泛存在。
2025-11-03 quant-ph
Quantum-Enhanced Sensing Enabled by Scrambling-Induced Genuine Multipartite Entanglement
National Laboratory of Solid State Microstructures, School of Physics, Nanjing University（南京大学固体微结构物理学院）；International Quantum Academy（国际量子研究院）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；School of Science, Jimei University（集美大学理学院）
本文提出了一种通用协议，通过多体信息 scrambling 实现量子增强传感，展示了在超导量子处理器上超越标准量子极限的灵敏度，并建立了灵敏度增强与 out-of-time-order correlator（OTOC）动态之间的联系。
2026-01-30 quant-ph
Application of quantum scrambling in Rydberg atom on IBM quantum computer
用非时序相关器（OTOC）测量的量子置乱对理解黑洞物理和评价量子混沌具有重要作用。里德伯原子因其在构建量子模拟器方面的优异性能而受到广泛关注。通过研究相关系统中的量子置乱，可以开发出快速有效的量子模拟器。在这里，我们提出了一个通用的量子线路理论上实现的干涉协议，这是一种技术，提出测量OTOC功能。我们将此电路应用于里德伯原子双自旋伊辛模型的模拟中，测量了OTOC，从而测量了量子置乱。我们将这种方法应用于初积态和纠缠态，比较了两种情况下量子信息的置乱效果。最后，我们讨论其他建筑，这种技术可以应用。
2018-07-06 quant-ph
Scrambling speed of random quantum circuits
随机变换通常擅长“扰乱”信息。具体来说，在量子环境中，置乱通常是指在幺正变换下将大多数初始纯产物态映射到宏观纠缠态的过程，在某种意义上，对于某个常数f，大多数子系统包含所有n个粒子的一部分fn。虽然术语“混乱”是在黑洞信息悖论的背景下使用的，但混乱通常与涉及解耦的问题有关，并且与大型孤立多体系统如何在其自身的幺正动力学下达到局部热平衡的问题有关。在这里，我们研究的速度，在一个简化的，但自然的随机两粒子相互作用的模型：随机量子线路的各种概念的混乱/去耦发生。对于表示由局部哈密尔顿算子生成的动态的电路，电路的深度对应于时间。因此，我们考虑这些电路的深度，并且我们通常对在系统大小的次线性或甚至对数的深度中可以做什么感兴趣。我们解决了一个突出的猜想中提出的背景下的黑洞信息悖论的深度方面，一个典型的量子线路产生的纠缠辅助编码对擦除通道。此外，我们证明，典型的量子线路的poly（log n）深度满足一个更强的概念的混乱，可以用来编码α n量子比特成n量子比特，使高达β n错误可以纠正，对于一些常数α，β> 0。
2013-07-03 hep-th quant-ph
Sampling and scrambling on a chain of superconducting qubits
我们研究了一个电路，约瑟夫森采样器，它将实矢量嵌入到n个量子比特的纠缠态中，并可选地从中采样。我们在16量子比特ibmqx 5芯片上测量了它的保真度和纠缠度。为了评估它的表现力，我们还测量了它产生Haar随机幺正和量子混沌的能力，通过Porter-Thomas统计和时间顺序外的关联函数来测量。该电路需要链上最近邻的CZ门，特别适合第一代超导架构。
2017-11-29 quant-ph
Constant Overhead Entanglement Distillation via Scrambling
Harvard University（哈佛大学）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）；Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）
本文提出通过量子打乱机制实现常数开销的纠缠提纯协议，利用随机Clifford操作，在浅层量子电路中实现高保真度纠缠对的提取，显著优于现有方案。
2026-03-23 quant-ph
Entanglement, quantum randomness, and complexity beyond scrambling
加扰是一种过程，通过该过程，量子系统的状态由于全局纠缠而被有效地随机化，该全局纠缠“隐藏”了最初定域的量子信息。在这项工作中，我们奠定了研究随机性复杂性的数学基础，超越了纠缠特性。我们通过分析设计的广义（特别是雷尼）纠缠熵来做到这一点，即在某些时刻模仿均匀随机分布（由哈尔测度给出）的酉通道或纯态的集合。一个主要的集体结论是，在相同的顺序的设计平均的雷尼纠缠熵几乎是最大的。这就把熵和设计的顺序联系起来，因此建议用雷尼纠缠熵来诊断相应设计的随机性复杂性。这种复杂性形成了信息混乱和哈尔随机性之间的层次结构。作为一个强分离的结果，我们证明了（态）2-设计的存在性，使得高阶的Rényi纠缠熵可以有界地远离最大值.然而，我们也表明，最小的纠缠熵是最大化的设计的顺序，只有对数的尺寸的系统。换句话说，混沌设计已经在纠缠方面实现了Haar的复杂性，我们也称之为最大置乱。这一结果导致了快速置乱猜想的推广，即最大置乱可以通过物理动力学在自由度的数量上大致线性地实现。
2018-07-06 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Scrambling of Entanglement from Integrability to Chaos: Bootstrapped Time-Integrated Spread Complexity
Assia（阿西亚）；American Physical Society（美国物理学会）
通过时间积分量建立扩散复杂度与量子动力学保真度的新解析关系，并利用自举Rosenzweig-Porter系综展示积分扩散复杂度在不同遍历区域对纠缠加扰行为的精细分辨能力。
2026-08-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Fast Scrambling in Classically Simulable Quantum Circuits
本研究扩展了超克利福德电路的可模拟性，证明其包含快速置乱器，并实现数千量子比特下OTOC的经典计算。
2025-06-23 hep-th quant-ph
Operator Space Entangling Power of Quantum Dynamics and Local Operator Entanglement Growth in Dual-Unitary Circuits
本研究引入算符空间纠缠能力指标，将其与酉信道的扰乱特性关联，并证明在短时间尺度上与信息扰乱直接相关，同时揭示了对偶酉电路中局部算符纠缠增长的两种不同状态。
2024-11-12 quant-ph
Quantum circuits with classically simulable operator scrambling
我们介绍了一个新的家庭的量子线路的非本地运营商的子空间的扰码是经典的模拟。我们称这些电路为“超克利福德电路”，因为这些运营商的海森堡时间演化对应于一个克利福德在运营商空间的演变。通过模拟算符空间中的Clifford演化，我们能够模拟某些单泡利弦到算符的时间演化，算符纠缠随量子比特数线性增长。这些电路为研究具有大量量子比特的系统中的加扰提供了一种新技术，并且是经典可模拟性意味着不存在加扰的直觉的明确反例。
2020-07-20 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Lecture Notes on Information Scrambling, Quantum Chaos, and Haar-Random States
本讲义从静态（幺正群几何、随机矩阵理论推导Haar随机态谱性质）和动态（谱形式因子等诊断工具）视角介绍信息scrambling，面向相关领域学生，还支撑量子器件基准测试，捕捉量子混沌普适特征。
2025-11-18 quant-ph
Information scrambling in all-to-all interacting models
Kyoto University（京都大学）
本文利用纯态和混合态纠缠度量研究全对全相互作用自旋SYK-q模型中的信息扰乱动力学，揭示了纠缠熵的快速增长与饱和、扰乱率对相互作用阶数的依赖，以及混合态纠缠作为信息扰乱探针的通用关系。
2026-06-01 cond-mat.dis-nn hep-th quant-ph
Robust multiparameter estimation using quantum scrambling
Center for Theoretical Physics—a Leinweber Institute, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院理论物理中心-莱恩韦伯研究所）
该研究提出了一种利用量子混动实现多参数高效估计的协议，能够在存在误差时准确区分大量信号，适用于量子动力学噪声基准测试和时间依赖哈密顿量学习。
2026-01-30 quant-ph
Onset of scrambling as a dynamical transition in tunable-range quantum circuits
本研究在可调范围量子电路中识别出混沌扩散起始的动力学转变，通过三方互信息的标度坍缩和长程伊辛模型映射预测临界指数，并在稀疏电路中验证，为理解多体量子动力学提供新视角。
2023-08-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Information Scrambling and Entanglement Dynamics of Complex Brownian Sachdev-Ye-Kitaev Models
本文研究复杂布朗 Sachdev-Ye-Kitaev 模型的信息扰乱与纠缠动力学，推导 scramblon 有效理论及纠缠速度的密度依赖，并揭示测量诱导转变的对称性。
2023-01-10 cond-mat.str-el quant-ph
Entanglement Scrambling in 2d Conformal Field Theory
研究了1+1维共形场论（CFT）中纠缠态的演化。结果定性地依赖于中心荷的大小。在中心荷低于临界值的有理CFTs中，纠缠熵的行为就好像是由自由准粒子携带的关联。这导致了长期记忆效应，例如在较晚的时间，广泛分离的区域的互信息的尖峰。当中心荷超过临界值时，准粒子图像失效。假设没有扩展的对称代数，与理性模型相比，任何具有$c>1$的理论都减少了记忆效应。在全息CFTs中，使用$c \gg 1$，这些记忆效应在强耦合时完全消除，但在弱耦合时在加扰时间$t \gtrsim β\log c$后重新出现。
2015-08-10 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Quantum steering as a witness of quantum scrambling
量子信息加扰描述了局域信息到全局信息的去局域化，其形式为在所有可能的自由度上的纠缠。加扰的自然量度是三重互信息（TMI），其用其状态表示来量化给定量子信道的离域信息的量，即，Choi州。在这项工作中，我们表明，量子信息扰频也可以见证量子比特系统的时间量子转向。我们可以这样做，因为在Choi态和时间量子关联中使用的伪密度矩阵形式之间存在基本等价性。特别是，我们提出了一个数量作为一个加扰证人，时间转向称为时间导向权重的措施的基础上。我们证明了加扰见证酉量子比特信道的数量消失时，信道是非加扰。
2021-09-03 quant-ph
Classical simulation of quantum circuits by dynamical localization: analytic results for Pauli-observable scrambling in time-dependent disorder
我们将安德森局域化的概念，量子信息在空间不规则势中的限制，推广到量子线路。考虑匹配门电路，产生的时间相关的自旋1/2 XY哈密顿，我们给出了一个解析公式的时间有序相关的本地可观察的，并表明它可以有效地评估一个经典的计算机，即使显式海森堡时间演化不能。由于这个数量的边界截断的演变到一个空间有限的区域所产生的平均误差，我们证明了动力学本地化的经典模拟量子计算的一种手段，并给出了本地化的相位在某些时空无序哈密顿的例子。
2018-05-10 cond-mat.dis-nn quant-ph
Simulating Floquet scrambling circuits on trapped-ion quantum computers
本文在20量子比特囚禁离子处理器上模拟一维踢动伊辛模型的Floquet置乱电路，实验演示Hayden-Preskill恢复协议与非时序关联函数测量，并应用于局域算符微正则期望值计算，为最先进量子计算机提供基准。
2025-04-14 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Entanglement revivals as a probe of scrambling in finite quantum systems
量子猝灭后的纠缠演化成为区分可积与混沌（不可积）量子多体动力学的工具之一。按照这种思路，在这里，我们建议在纠缠熵的复苏提供了一个有限大小的诊断基准的目的。事实上，可积模型显示出周期性的复苏，表现在有限系统中块纠缠熵的下降。另一方面，在混沌系统中，初始相关性分散在全局自由度中（信息置乱），并且这种下降被抑制。我们发现，而对于可积系统的倾角的纠缠的一个固定长度的间隔的高度衰减作为一个幂律与总系统的大小，在打破可积性观察到一个更快的衰减，信号强烈的混乱。我们的研究结果进行了检查，在自由费米子和自由玻色子理论的精确数值技术，并与时间相关的密度矩阵重整化群在相互作用的可积和混沌模型。
2020-08-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Non-local Entanglement and Fast Scrambling in De-Sitter Holography
本文在DS/dS对应的背景下研究了de-Sitter（dS）空间中的全息纠缠和信息置乱。我们发现，我们以前确定的dS真空的非局域纠缠结构可以扩展出的时间反射对称切片。我们将几何形状扩展到双侧结构，并计算了当体内存在局部冲击波时不同侧面两个间隔之间的零时间互信息。有趣的是，我们发现，信息扰频时间饱和的快速扰频器界提出的关野和Susskind和冲击波呈现虫洞是可穿越的。此外，我们计算了一个双边的时间有序相关器（OTOC）在晚的时间制度，我们看到，在加扰之前，它呈指数增长的指数，其值饱和的最大界限的混乱提出的Maldacena，Shenker和斯坦福大学。最后，我们解释了为什么具有混沌饱和最大界的晚期OTOC的指数增长和虫洞的可穿越性是非局域纠缠结构的简单结果，并指出这是ER=EPR提议的实现。
2020-08-26 gr-qc hep-ph hep-th
Information Scrambling Versus Quantum Revival Through the Lens of Operator Entanglement
在本文中，我们利用算符纠缠在空间紧致流形上的二维共形场论（2d CFTs）中寻找量子复兴的特征。人们相信，热化不会发生在空间紧凑的流形上，因为量子态返回到其初始状态，这是一种称为量子复兴的现象。我们发现，在CFTs，如自由费米子CFT，运营商的互信息表现出量子复兴根据相对论传播的准粒子，而在全息CFTs，运营商的互信息不表现出这种复兴和准粒子的图片打破。此外，通过计算三方算子互信息，我们发现有限尺寸效应会削弱全息CFTs的信息置乱能力。我们提出了一个有效的模型称为线张力图片的修改来解释纠缠动力学由于强扰效应，并发现这个模型和虫洞（爱因斯坦-罗森桥）在全息体对偶之间的密切关系。
2021-12-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Scrambling and operator entanglement in local non-Hermitian quantum systems
本研究通过数值模拟非厄米自旋链，发现算子纠缠比OTOC更能稳健表征信息扰乱，并能检测纠缠相变和量子混沌，扩展了诊断方法至受监测量子动力学。
2023-10-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Deep learning of many-body observables and quantum information scrambling
该研究探讨了深度神经网络学习物理可观测量动力学的能力与量子信息 scrambling 之间的关联，发现特定循环神经网络在局域化和 scrambled 区域均能泛化预测，且仅在局域化模型中能成功外推。
2024-07-15 quant-ph
Phase transition and evidence of fast-scrambling phase in measurement-only quantum circuit
本文研究了长程仅测量电路（MoC），发现长程测量能在无酉演化下通过反对易阻挫诱导体积律相变，并伴随纠缠相变，数值证据表明MoC可作为超越线性光锥扩展的快scrambler。
2023-09-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Scrambling in Random Unitary Circuits: Exact Results
研究了局域随机幺正电路中量子信息的置乱问题，重点研究了Hosur等人提出的三重信息，给出了两种情形下平均Rényi- $2$三重信息的精确结果：（i）局域门是Haar随机的;（ii）局域门是对偶幺正的，并且从单点Haar不变测度中随机抽样.我们发现，后者的情况下定义了一个参数家庭的电路，并证明了“最大混沌”的子集，这个家庭的量子信息是乱得比在哈尔随机的情况下。我们的方法是基于一个标准的映射到一个平均折叠张量网络，可以通过适当的递归关系进行研究。利用同样的方法，我们重新研究了非时序关联函数的计算，重新推导了Haar随机酉电路的计算公式，并给出了极大混沌随机对偶酉门的精确结果.
2020-04-28 cond-mat.stat-mech hep-th math-ph
Scrambling and Quantum Teleportation
本文从纯量子信息论角度研究加扰对量子隐形传态的影响，提出7量子比特电路，推测加扰量与保真度成正比，并通过解析和数值计算验证该推测。
2022-11-18 quant-ph
Improving Metrology with Quantum Scrambling
本文实验探测了多粒子系统在相空间双稳态点附近的指数置乱，并通过时间反演协议验证了量子计量学与量子信息置乱的关系，实现了超出标准量子极限6.8(4) dB的计量增益。
2023-02-04 physics.atom-ph quant-ph
Entanglement production and information scrambling in a noisy spin system
我们研究了耦合到环境中的自旋系统中的纠缠和算符增长，该系统采用经典的退相噪声模型。利用精确的数值模拟，我们表明，纠缠增长和它的波动描述的Kardar-Parisi-Zhang方程。此外，我们发现，波前的时间有序相关器（OTOC），这是一个衡量运营商的增长，线性传播的蝴蝶速度和扩散扩大的扩散常数大于自旋输运。在有限噪声强度下，纠缠速度小于蝴蝶速度，但两者都被噪声强烈抑制。我们微扰计算如何有效的时间尺度依赖于噪声强度，无论是不相关的马尔可夫噪声和相关的非马尔可夫噪声。
2018-11-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Characterizing quantum dynamics using multipartite entanglement generation
本文研究一维最近邻与次近邻 XXZ 自旋链，通过耦合项 λ 调控可积至量子混沌动力学，并利用所有二分划分的平均多体纠缠来表征纠缠生成与信息置乱。
2025-05-15 quant-ph
Information Scrambling in Free Fermion Systems with a Sole Interaction
本研究通过布朗和克利福德电路，发现自由费米子系统中单一相互作用可引发算子扰乱，其增长映射为带点源的对称排斥过程，一维下呈扩散标度，全对全跳跃下算子指数增长而纠缠线性增长。
2024-07-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Information Scrambling over Bipartitions: Equilibration, Entropy Production, and Typicality
近年来，无序相关器（OTOC）已经成为量子多体系统中信息置乱的一种诊断工具。在这里，我们提出了精确的分析结果的OTOC一个典型的对随机本地运营商支持两个地区的bipartition。非常值得注意的是，我们表明，这个“二分OTOC”是等于运营商纠缠的演变，我们确定其相互作用与纠缠功率。此外，我们计算了OTOC的长时间平均值，并揭示了它们与本征态纠缠的关系。对于哈密顿系统，我们揭示了层次结构的限制的频谱，并阐明这是如何影响的OTOC的平衡值。最后，我们提供了操作意义，这个二分OTOC解开密切的联系，平均熵产生和混乱的信息在量子信道的水平。
2021-01-20 hep-th quant-ph
Quantum Error Correction in Scrambling Dynamics and Measurement-Induced Phase Transition
从量子信息和纠错的角度分析了一般量子多体开放系统中纠缠熵的动力学性质。我们引入了一个具有间歇投影测量的随机酉电路模型，其中酉信息置乱的程度和投影测量的速率是独立控制的。该模型显示了两个稳定阶段，其特征在于体积律和面积律标度纠缠熵在稳态。从量子纠错的角度来理解两个阶段之间的过渡：混沌幺正演化保护量子信息不受作为错误的投影测量的影响。当错误率超过取决于信息加扰程度的阈值时，发生相变。我们用数值模拟证实了这些结果，并得到了我们模型的相图。我们的工作表明，信息置乱在理解开放量子系统中的纠缠动力学中起着至关重要的作用，并将纠缠相变与量子信道容量的变化联系起来。
2020-07-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Scrambling and quantum feedback in a nanomechanical system
纠缠在系统中传播的速度有多快的问题已经引起了人们的极大兴趣。在这方面，时间外有序相关器（OTOC）是纠缠扩展过程的定量度量。特别感兴趣的是量子相关在晶格系统中的传播，{ \it例如}，旋转链。在一篇开创性的论文D. A. Roberts，D.斯坦福大学和L. Susskind，J. High Energy Phys.03，051，（2015）引入了OTOC半径的概念。OTOC的半径定义了纠缠传播所到达的前线。超过这个半径的操作员通勤。在目前的工作中，我们提出了一个模型的两个纳米力学系统耦合两个氮空位（NV）中心自旋。振荡器直接相互耦合，而NV自旋则不是。因此，NV自旋之间的相关性可以仅通过从第一NV自旋施加到第一振荡器并经由直接耦合从第一振荡器传递到第二振荡器的量子反馈而产生。因此，NV自旋之间的非零OTOC量化了量子反馈的强度。我们证明了NV自旋不能对经典非线性振子施加量子反馈。我们还讨论了固有量子的情况下，与一个线性量子谐振子间接耦合的两个自旋和验证，在经典极限的振荡器，OTOC消失。
2022-02-04 quant-ph
Phase-transition-like behavior in information retrieval of a quantum scrambled random circuit system
混沌量子系统中的信息会在整个系统中发生混乱，阻止任何局部测量重建它。混乱动力学是理解广泛的量子多体系统的关键。在这里，我们使用Holevo信息来量化置乱动力学，这显示出类似相变的行为。当将长随机Clifford电路应用于大系统时，不能从小于系统大小一半的子系统恢复信息。当超过系统大小的一半时，存储的信息量每量子比特增加2比特经典信息，直到通过另一个急剧的非分析变化达到饱和。我们还研究了临界行为附近的过渡点。最后，我们利用相干信息来量化系统中量子信息的置乱，它表现出类似的相变行为。
2022-10-11 cond-mat.other quant-ph
Graph-State Circuit Blocks control Entanglement and Scrambling Velocities
Paderborn University（帕德博恩大学）；Institute for Photonic Quantum Systems (PhoQS), Paderborn University（帕德博恩大学光子量子系统研究所）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理珀塞尔研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）；Institute for Quantum Computing, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所）；University of Bristol（布里斯托大学）；Jagiellonian University（雅盖隆大学）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；Dahlem Center for Complex Quantum Systems, Freie Universität Berlin（柏林自由大学达勒姆复杂量子系统中心）；University of Münster（明斯特大学）
研究揭示图态电路块内部结构对纠缠和散播速度有显著影响，即使在固定随机电路架构中，不同图态块导致的动力学速率差异明显。
2026-08-17 hep-th quant-ph
Signaling and Scrambling with Strongly Long-Range Interactions
强长程相互作用量子系统--在$D$维格子上的相互作用在距离$r$上按幂律$1/r^α$衰减为$α\le D$ --近年来受到了极大的关注。它们出现在量子计算和模拟的领先实验平台，以及量子信息加扰和快速纠缠创建的理论模型中。由于在这样的系统中没有局部性的概念，因此缺乏对它们的动力学的一般理解。作为纠正这个问题的第一步，我们证明了两个新的Lieb-Robinson型边界，约束的时间信号和干扰的强远程相互作用系统，其中没有严格的边界是以前已知的。我们的第一个界限适用于可映射到自由粒子哈密顿长程跳跃的系统，并且对于$α\le D/2$是饱和的。我们的第二个边界属于通用的长程相互作用自旋哈密顿量，并导致一个严格的下限的信号时间，以广泛的子集的系统为所有$α< D$。这一结果也降低了加扰时间，并提出了一种实现紧加扰界的途径，可以证明长期存在的快速加扰猜想。
2019-06-06 quant-ph
Information scrambling and entanglement dynamics in Floquet Time Crystals
研究Floquet时间晶体中OTOC和纠缠熵作为信息传播度量的动力学，发现沿ℓ-bit方向存在初始冻结后对数慢增长的复杂置乱结构，晚期所有OTOC合并为单一增长，纠缠熵呈对数增长至热体积律饱和。
2025-03-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
A purely Quantum Generative Modeling through Unitary Scrambling and Collapse
针对现有量子生成模型受经典组件限制的问题，提出纯量子范式QGen，通过置乱与坍缩过程实现生成，结合基于测量的训练缓解贫瘠高原，在匹配参数预算下性能优于经典和混合基线，适配近期量子硬件。
2025-10-03 quant-ph
Collision-assisted information scrambling on a configurable photonic chip
本文提出一种基于级联马赫-曾德尔干涉仪的可配置光子芯片，通过碰撞模型模拟开放量子系统中的信息置乱，并利用增强压缩感知减少测量开销，为研究可控耗散和非马尔可夫性提供了新平台。
2025-06-19 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Quantum scrambling of observable algebras
在本文中，我们描述了一个代数/几何方法的量子置乱。广义量子子系统由通过么正通道演化的厄米特闭么元子代数$\cal A$来描述。从质量上讲，量子加扰是由相关的物理自由度如何通过动力学与其他自由度混合来定义的。量化，这是通过引入一个措施，几何代数反相关器（GAAC），由动力学引起的$\cal A$的交换子的自正交化。这种方法推广和统一了平均二分OTOC、算符纠缠、相干产生功率和Loschlemma回波。这些概念中的每一个实际上都可以通过$\cal A$的特殊选择来恢复。我们计算了随机幺正的GAAC的典型值，证明了其上界，并刻画了其饱和性。对于一般的能谱，我们找到明确的表达式的GAAC编码之间的关系$\cal A$和完整的系统的哈密顿本征态的无限时间平均。最后提出了${\cal A}$ -混沌性的概念。
2022-03-08 quant-ph
Quantum Information Scrambling in a Superconducting Qutrit Processor
量子信息理论提供了一种共同语言，将从宇宙学到凝聚态物理的各个学科联系起来。例如，在强相互作用的多体系统中，量子信息的离域，被称为量子信息扰乱，最近已经开始统一我们对黑洞动力学、奇异非费米液体中的输运以及量子混沌的多体类似物的理解。到目前为止，已验证的加扰实验实现仅处理由两级量子位组成的系统。然而，更高维的量子系统可能表现出不同的加扰模式，并且被预测为使量子信息加扰速率的受限制速度饱和。我们通过实现基于超导量子（三能级量子系统）的量子处理器，迈出了访问此类现象的第一步。我们实现了两个quutrit置乱操作，并将它们嵌入到一个五quutrit隐形传态算法中，以直接测量相关的非时间顺序关联函数。测得的隐形传态保真度Favg = 0.568 +- 0001，证实了即使在存在实验缺陷的情况下也会发生扰码。我们的隐形传态算法，它连接到最近的建议，在实验室中研究可穿越的虫洞，演示了如何量子信息处理技术的基础上，更高的维系统可以利用更大，更连通的状态空间，实现资源有效的编码复杂的量子线路。
2021-02-10 quant-ph
Entanglement and information scrambling in long-range measurement-only circuits
Harvard University（哈佛大学）；MIT（麻省理工学院）；Indiana University（印第安纳大学）；Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics（哈佛-史密森天体物理中心）
研究长程测量-only Clifford电路中纠缠与信息转变，通过调节测量范围和密度揭示多种相，利用互信息、三元互信息等工具分类相，并通过大规模模拟揭示相图及连续时间极限下的有效长程XX哈密顿量。
2026-04-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Fast scrambling on sparse graphs
给定一个具有少体相互作用的量子多体系统，在时间演化过程中，量子信息能以多快的速度被隐藏起来？快速置乱猜想是，在N个自由度之间彻底混合信息的时间至少在N中以几何方式增长。我们推导出这个不等式的通用量子系统在无限温度下，绑定的本地量子相关在后期的有限衰减时间的扰频时间。利用Lieb-Robinson边界、广义Sachdev-Ye-Kitaev模型和随机幺正电路，我们提出了在大多数稀疏连通的量子系统中可以实现对数置乱时间。这些模型也阐明了量子混沌是如何与置乱无关的：我们构造了具有无限李雅普诺夫指数但对数置乱时间的随机少体电路。我们讨论了图上的量子模型和量子黑洞之间的类比，并提出了实验研究多达100个稀疏连接的量子自由度的混乱的方法。
2019-04-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Operator scrambling and quantum chaos
算符置乱是量子混沌的一个重要组成部分。具体地说，在量子混沌系统中，一个简单的算子可以在幺正时间演化下变得越来越复杂。这可以通过各种措施，如换向器的平方（出的时间有序相关器），运营商纠缠熵等诊断。在本文中，我们讨论了三个代表性的模型：一个混沌自旋$1/2$链与空间局部相互作用，2-本地自旋模型和量子线性映射的运营商置乱。在前两个例子中，尽管加扰的速度有很大的不同，一个简单的泡利自旋算子最终可以接近一个“高度纠缠”的算子，其纠缠熵取体积定律值（接近佩奇值）。同时，算子约化密度矩阵的谱具有普遍的谱相关性，可以用Wishart随机矩阵系综来表征。在第二个例子中，我们进一步将2-局部模型连接成一维链，并简要讨论了那里的算子置乱。相反，在量子线性映射中，虽然交换子的平方可以随时间呈指数增长，但简单的算子在经典线性映射确定的算子基空间中并不混乱，而是进行混沌运动。我们发现，一旦我们修改量子线性映射，使得算符可以在算符基中混合，算符纠缠熵可以增长并最终饱和到它的Page值，从而使它成为一个真正的量子混沌模型.
2018-04-23 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Quantum Scrambling Born Machine
Qilimanjaro Quantum Tech（基拉曼焦量子科技）
本文提出了一种量子混乱生机机，利用固定纠缠单元ary生成多量子比特纠缠，通过优化单量子比特旋转学习目标分布，并将生成任务转化为变分哈密顿问题，性能与经典生成模型相当。
2026-08-27 cs.LG quant-ph
Scrambling via Braiding of Nonabelions
我们从纠缠谱统计的角度研究了非阿贝尔任意子系统中量子态如何通过编织而被置乱。特别是，我们专注于混乱的程度，定义为随机性所产生的编织，在相同的纠缠熵。为了量化的随机性程度，我们定义的纠缠谱水平间距分布的状态下随机辫子和哈尔随机状态下，使用Kullback-Leibler分歧$D_{\mathrm{KL}}$之间的距离。我们研究$D_{\mathrm{KL}}$数值随机辫子的马约拉纳费米子（补充随机本地四体相互作用）和Fibonacci任意子。为了比较，我们还得到了具有全对全相互作用的Majorana费米子的Sachdev-Ye-Kitaev模型的$D_{\mathrm{KL}}$，由（a）Hadamard（H），$π/8$（T）和CNOT门构建的随机酉电路，以及（b）由两个量子位Haar随机酉构建的随机酉电路。为了比较不同系统在纠缠熵之外产生的随机性程度，我们将$D_{\mathrm{KL}}$视为Page极限归一化纠缠熵$S/S_{\mathrm{max}}$的函数。我们的研究结果揭示了一个层次的混乱之间的各种模型-即使是相同数量的纠缠熵-在中间时间，而所有的模型表现出相同的后期行为。特别是，我们发现编织的Fibonacci任意子随机化初始产品状态比通用H+T+CNOT集更有效。
2018-11-27 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
