理論的なブレークスルーにより、実験室での実験、量子コンピューター、ブラックホール研究に必要な量子カオスの操作に道筋が示された Theoretical breakthrough creates path to manipulating quantum chaos for laboratory experiments, quantum computing and black-hole research
2022-05-26 アメリカ・ロスアラモス国立研究所(LANL)
・Saxena氏、ルクセンブルク大学の物理学者Aurelia Chenu氏とAdolfo del Campo氏、および共同研究者は、量子カオスの動的な徴候が、場合によっては抑制されるのではなく、実際には増強されることを発見しました。
・この研究論文では、ある地点でウェーブガイドにエネルギーを送り込み（これが利得）、その後、再びエネルギーを送り出す（これが損失）ことを例にして研究しています。ウェーブガイドは開放系であり、環境とエネルギーを交換することができる。研究チームは、このプロセスと相互作用が、非干渉性を引き起こすのではなく、コヒーレンスと量子カオスを増大させることを見いだした。
＜関連情報＞
- https://discover.lanl.gov/news/0526-quantum-chaos
- https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.190402
利得と損失のバランスが取れた非エルミート進化によるスペクトルフィルタリング：量子カオスの強化 Spectral Filtering Induced by Non-Hermitian Evolution with Balanced Gain and Loss: Enhancing Quantum Chaos
Julien Cornelius, Zhenyu Xu, Avadh Saxena, Aurélia Chenu, and Adolfo del Campo
Physical Review Letters Published 13 May 2022
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.190402
ABSTRACT
The dynamical signatures of quantum chaos in an isolated system are captured by the spectral form factor, which exhibits as a function of time a dip, a ramp, and a plateau, with the ramp being governed by the correlations in the level spacing distribution. While decoherence generally suppresses these dynamical signatures, the nonlinear non-Hermitian evolution with balanced gain and loss (BGL) in an energy-dephasing scenario can enhance manifestations of quantum chaos. In the Sachdev-Ye-Kitaev model and random matrix Hamiltonians, BGL increases the span of the ramp, lowering the dip as well as the value of the plateau, providing an experimentally realizable physical mechanism for spectral filtering. The chaos enhancement due to BGL is optimal over a family of filter functions that can be engineered with fluctuating Hamiltonians.
