도청자의 고전적 그림자를 통한 모니터링된 양자 동역학의 학습 가능성 전이

모니터링된 양자 동역학—측정이 섞인 단위 진화—은 최근 비평형 상태의 양자 다체계에서의 위상 구조를 위한 풍부한 영역으로 등장했습니다. 여기서 우리는 고전적 측정 결과에 접근하지만 양자 다체계에는 접근할 수 없는 도청자의 시각에서 모니터링된 동역학을 연구합니다. 우리는 양자 시스템에서 고전적 측정 기록으로의 정보 흐름의 척도—정보력—가 측정 유도 위상 전이(MIPT)와 일치하여 위상 전이를 겪는다고 보여줍니다. 이 전이는 모니터링된 동역학에 대한 완전한 고전적 설명과 임의의 고전적 계산 자원이 주어졌을 때 도청자가 시스템의 알 수 없는 초기 양자 상태의 속성을 학습할 수 있는 (비)능력을 결정합니다. 우리는 도청자가 이 문제에 적용할 수 있는 고전적 그림자 프로토콜을 정의하여 이 학습 가능성 전이를 구체화하고, MIPT가 낮은 측정 단계에서 더 어려워지는 다양한 그림자 추정 작업의 샘플 복잡성 전이로 나타난다는 것을 보여줍니다. 우리는 세 가지 관심 있는 응용 분야에 집중합니다: Paul 기대값(여기서 MIPT가 전형적인 Paul 연산자에 대한 최적 학습 가능성의 지점으로 나타나는 것을 발견합니다), 다체 충실도 및 U(1) 대칭 동역학에서의 전반적인 전하. 우리의 연구는 학습 가능성의 틀 안에서 MIPT의 다양한 현상을 통합하고 이 개념에 고전적 그림자를 통해 일반적인 운영적 의미를 부여합니다. 2023년 11월 13일 접수됨 2024년 3월 20일 승인됨 DOI: https://doi.org/10.1103/PRXQuantum.5.020304 미국 물리학회에 의해 Creative Commons Attribution 4.0 International 라이선스 조건 하에 출판됨. 이 작업의 추가 배포는 저자 및 출판된 기사의 제목, 저널 인용 및 DOI에 대한 속성을 유지해야 합니다. 미국 물리학회에서 발행한 물리학 주제 제목(PhySH) 연구 분야 얽힘 엔트로피 위상 전이 양자 회로 양자 측정 양자 단층촬영 양자 정보, 과학 및 기술