論文の概要: Wehrl entropy production rate across a dynamical quantum phase transition

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.01126v1
• Date: Thu, 2 Apr 2020 16:54:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-27 03:17:32.435083
• Title: Wehrl entropy production rate across a dynamical quantum phase transition
• Title（参考訳）: 動的量子相転移におけるwehrlエントロピー生成速度
• Authors: B. O. Goes, G. T. Landi, E. Solano, M. Sanz and L. C. C\'eleri
• Abstract要約: 多体量子系のクエンチダイナミクスは、ロシミットエコーにおいて非分析性を示す可能性がある。 臨界クエンチは、小さな振動と組み合わさって、Wehrlエントロピーの準モノトニック成長をもたらすことを示す。 小さな振動は負のエントロピー生成率を暗示し、したがってロシミットエコーの再発をシグナルとする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The quench dynamics of many-body quantum systems may exhibit non-analyticities in the Loschmidt echo, a phenomenon known as dynamical phase transition (DPT). Despite considerable research into the underlying mechanisms behind this phenomenon, several open questions still remain. Motivated by this, we put forth a detailed study of DPTs from the perspective of quantum phase space and entropy production, a key concept in thermodynamics. We focus on the Lipkin-Meshkov-Glick model and use spin coherent states to construct the corresponding Husimi-$Q$ quasi-probability distribution. The entropy of the $Q$-function, known as Wehrl entropy, provides a measure of the coarse-grained dynamics of the system and, therefore, evolves non-trivially even for closed systems. We show that critical quenches lead to a quasi-monotonic growth of the Wehrl entropy in time, combined with small oscillations. The former reflects the information scrambling characteristic of these transitions and serves as a measure of entropy production. On the other hand, the small oscillations imply negative entropy production rates and, therefore, signal the recurrences of the Loschmidt echo. Finally, we also study a Gaussification of the model based on a modified Holstein-Primakoff approximation. This allows us to identify the relative contribution of the low energy sector to the emergence of DPTs. The results presented in this article are relevant not only from the dynamical quantum phase transition perspective, but also for the field of quantum thermodynamics, since they point out that the Wehrl entropy can be used as a viable measure of entropy production.
• Abstract（参考訳）: 多体量子系のクエンチ力学は、動的相転移(DPT)として知られる現象であるロシミドエコーにおいて非分析性を示す可能性がある。 この現象の背後にあるメカニズムに関するかなりの研究にもかかわらず、いくつかの疑問が残っている。 そこで我々は,熱力学の重要な概念である量子位相空間とエントロピー生成の観点から,dptの詳細な研究を行った。 lipkin-meshkov-glickモデルに注目し、スピンコヒーレント状態を用いて対応するhusimi-$q$準確率分布を構成する。 q$-函数のエントロピーは、wehrlエントロピー(英語版)として知られる、系の粗い粒度のダイナミクスの測定を提供し、したがって閉システムに対しても非自明に進化する。 臨界クエンチェは、時間的にwehrlエントロピーの準単調な成長を招き、小さな振動と組み合わさることを示した。 前者はこれらの遷移の特徴を反映し、エントロピー生産の尺度として機能する。 一方、小さな振動は負のエントロピー生成率を暗示し、したがってロシミットエコーの再発をシグナルとする。 最後に,修正ホルシュタイン-プリマコフ近似に基づくモデルのガウス化についても検討した。 これにより、DPTの出現に対する低エネルギーセクターの相対的な寄与を特定することができる。 本論文で示される結果は、力学的な量子相転移の観点からだけでなく、量子熱力学の分野にも関係しており、wehrlエントロピーはエントロピー生成の実行可能な尺度として使用できることを指摘している。

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