論文の概要: Entanglement Entropy of Fermions from Wigner Functions: Excited States
and Open Quantum Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.16271v1
- Date: Mon, 29 Jun 2020 18:00:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-12 03:30:13.788818
- Title: Entanglement Entropy of Fermions from Wigner Functions: Excited States
and Open Quantum Systems
- Title（参考訳）: ウィグナー関数からのフェルミオンの絡み合いエントロピー:励起状態と開量子系
- Authors: Saranyo Moitra, Rajdeep Sensarma
- Abstract要約: 非相互作用開量子系のR'enyi および von-Neumann 絡み合いエントロピーの正確な解析式を提供する。
Fock状態の絡み合いエントロピーは、対数的または線形的にサブシステムサイズにスケール可能であることを示す。
また、この形式を用いて、開量子系の絡み合いのダイナミクスをシステムの中心に1つのドメインウォールから記述する。
- 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: We formulate a new ``Wigner characteristics'' based method to calculate
entanglement entropies of subsystems of Fermions using Keldysh field theory.
This bypasses the requirements of working with complicated manifolds for
calculating R\'{e}nyi entropies for many body systems. We provide an exact
analytic formula for R\'{e}nyi and von-Neumann entanglement entropies of
non-interacting open quantum systems, which are initialised in arbitrary Fock
states. We use this formalism to look at entanglement entropies of momentum
Fock states of one-dimensional Fermions. We show that the entanglement entropy
of a Fock state can scale either logarithmically or linearly with subsystem
size, depending on whether the number of discontinuities in the momentum
distribution is smaller or larger than the subsystem size. This classification
of states in terms number of blocks of occupied momenta allows us to
analytically estimate the number of critical and non-critical Fock states for a
particular subsystem size. We also use this formalism to describe entanglement
dynamics of an open quantum system starting with a single domain wall at the
center of the system. Using entanglement entropy and mutual information, we
understand the dynamics in terms of coherent motion of the domain wall
wavefronts, creation and annihilation of domain walls and incoherent exchange
of particles with the bath.
- Abstract（参考訳）: 我々はケルディシュ場理論を用いてフェルミオンのサブシステムの絡み合いエントロピーを計算する新しい「ウィグナー特性」に基づく手法を定式化する。
これは、多くの体系に対するR\'{e}nyiエントロピーを計算するために複雑な多様体を扱うという要求をバイパスする。
任意のフォック状態において初期化される非相互作用の開量子系のR\'{e}nyi と von-Neumann 絡み合いエントロピーの正確な解析式を提供する。
この形式主義を用いて、1次元フェルミオンの運動量フォック状態の絡み合いエントロピーを調べる。
フォック状態の絡み合いエントロピーは、運動量分布の不連続性の数がサブシステムサイズよりも小さいか大きいかによって、サブシステムサイズと対数的または線形にスケール可能であることを示す。
占有モータのブロック数の観点からの状態の分類により、特定のサブシステムサイズに対する臨界および非臨界フォック状態の数を解析的に推定することができる。
また、この形式を用いて、開量子系の絡み合いのダイナミクスをシステムの中心に1つのドメインウォールから記述する。
絡み合いエントロピーと相互情報を用いて, ドメイン壁波面のコヒーレントな動き, ドメイン壁の生成と消滅, および粒子とバスとの非コヒーレントな交換のダイナミクスを解明する。
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