量子物理学：検証された量子情報スクランブリング

量子スクランブリングは、局所的な情報が、系の全体にわたって分布する多体量子エンタングルメントや相関へ分散することである。この概念は、閉じた量子系の熱化ダイナミクスに伴うもので、ブラックホールのカオスを特徴付けるための強力な手段として最近登場した。しかし、エルゴード的な多体エンタングル状態の指数関数的な複雑性のため、量子スクランブリングを実験的に直接測定することは難しい。量子スクランブリングを特徴付ける方法の1つに、非時間順序相関関数（OTPC）の測定があるが、スクランブリングによってOTOCの減衰が生じるため、一般的にOTOCは量子スクランブリングと通常のデコヒーレンスを識別できない。今回我々は、所与のユニタリー過程のスクランブリング特性の陽性試験となる量子回路の実装について報告する。この方法では、量子状態を量子回路を通して条件付きでテレポートすることで、スクランブリングが生じたかどうかについての疑う余地のない検証と、OTOCの同時測定がもたらされる。我々は、量子スクランブリング過程を、イオントラップ量子コンピューターの7量子ビット（キュービット）回路の一部として調節可能な3キュービットユニタリー演算を通して操作した。測定されたテレポーテーション忠実度はおおむね約80％であり、対応するOTOC測定のスクランブリングによって生じる減衰を実験的に抑制できた。

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