Models of Quantum Complexity Growth
Notice bibliographique
Résumé
The concept of quantum complexity has far-reaching implications spanning theoretical computer science, quantum many-body physics, and high-energy physics.The quantum complexity of a unitary transformation or quantum state is defined as the size of the shortest quantum computation that executes the unitary or prepares the state.It is reasonable to expect that the complexity of a quantum state governed by a chaotic many-body Hamiltonian grows linearly with time for a time that is exponential in the system size; however, because it is hard to rule out a shortcut that improves the efficiency of a computation, it is notoriously difficult to derive lower bounds on quantum complexity for particular unitaries or states without making additional assumptions.To go further, one may study more generic models of complexity growth.We provide a rigorous connection between complexity growth and unitary k-designs, ensembles that capture the randomness of the unitary group.This connection allows us to leverage existing results about design growth to draw conclusions about the growth of complexity.We prove that local random quantum circuits generate unitary transformations whose complexity grows linearly for a long time, mirroring the behavior one expects in chaotic quantum systems and verifying conjectures by Brown and Susskind.Moreover, our results apply under a strong definition of quantum complexity based on optimal distinguishing measurements.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,017 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,005 |
| Communication savante | 0,003 | 0,008 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».