論文の概要: Local measures of dynamical quantum phase transitions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.07307v3
- Date: Wed, 15 Sep 2021 18:47:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-29 02:36:47.830927
- Title: Local measures of dynamical quantum phase transitions
- Title（参考訳）: 動的量子相転移の局所測度
- Authors: Jad C. Halimeh, Daniele Trapin, Maarten Van Damme, Markus Heyl
- Abstract要約: 動的量子相転移(DQPT)は、量子物質の非平衡状態を特徴づける有用な理論概念として登場した。
完全有効自由エネルギーよりも少ない資源を必要とするという利点を生かして,DQPTの検出のための2つの局所的対策を導入する。
実効自由エネルギーに対する局所的な測定は、現代の量子シミュレーター実験におけるDQPTの検出をさらに促進することができる。
- 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: In recent years, dynamical quantum phase transitions (DQPTs) have emerged as
a useful theoretical concept to characterize nonequilibrium states of quantum
matter. DQPTs are marked by singular behavior in an \textit{effective free
energy} $\lambda(t)$, which, however, is a global measure, making its
experimental or theoretical detection challenging in general. We introduce two
local measures for the detection of DQPTs with the advantage of requiring fewer
resources than the full effective free energy. The first, called the
\textit{real-local} effective free energy $\lambda_M(t)$, is defined in real
space and is therefore suitable for systems where locally resolved measurements
are directly accessible such as in quantum-simulator experiments involving
Rydberg atoms or trapped ions. We test $\lambda_M(t)$ in Ising chains with
nearest-neighbor and power-law interactions, and find that this measure allows
extraction of the universal critical behavior of DQPTs. The second measure we
introduce is the \textit{momentum-local} effective free energy $\lambda_k(t)$,
which is targeted at systems where momentum-resolved quantities are more
naturally accessible, such as through time-of-flight measurements in ultracold
atoms. We benchmark $\lambda_k(t)$ for the Kitaev chain, a paradigmatic system
for topological quantum matter, in the presence of weak interactions. Our
introduced local measures for effective free energies can further facilitate
the detection of DQPTs in modern quantum-simulator experiments.
- Abstract（参考訳）: 近年、動的量子相転移(DQPT)は、量子物質の非平衡状態を特徴づける有用な理論概念として出現している。
DQPT は \textit{ Effective free energy} $\lambda(t)$ の特異な振る舞いによって特徴づけられるが、これは大域的測度であり、その実験的あるいは理論的検出は一般に難しい。
完全有効自由エネルギーよりも少ない資源を必要とするという利点を生かして,DQPTの検出のための2つの局所的対策を導入する。
1つ目は、実空間で定義される実効自由エネルギー $\lambda_M(t)$ であり、したがって、Rydberg原子や閉じ込められたイオンを含む量子シミュレーター実験のように、局所的に解決された測定が直接アクセス可能なシステムに適している。
iing chains with nearest-neighbor and power-law interaction で$\lambda_m(t)$をテストし、この測度がdqptsの普遍的臨界挙動の抽出を可能にすることを見出した。
2つ目の尺度は、超低温原子の時間-光測定など、運動量分解量の方がより自然にアクセス可能なシステムをターゲットにした、有効自由エネルギー $\lambda_k(t)$ である。
弱相互作用の存在下で位相的量子物質のためのパラダイムシステムであるkitaev chainに対して$\lambda_k(t)$をベンチマークする。
実効自由エネルギーに対する局所的な測定は、現代の量子シミュレーター実験におけるDQPTの検出をさらに促進することができる。
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