論文の概要: Influence functional of many-body systems: temporal entanglement and
matrix-product state representation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.13741v1
- Date: Thu, 25 Mar 2021 10:41:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-06 21:41:56.585984
- Title: Influence functional of many-body systems: temporal entanglement and
matrix-product state representation
- Title（参考訳）: 多体系における影響関数:時間的絡み合いと行列生成状態表現
- Authors: Michael Sonner, Alessio Lerose, Dmitry A. Abanin
- Abstract要約: ファインマン・ヴァーノン影響関数 (Feynman-Vernon influence functional, IF) は元々、オープン量子系の力学に対する量子環境の影響を記述するために導入された。
我々は、孤立スピン系における量子多体ダイナミクスを記述するためにIFアプローチを適用した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Feynman-Vernon influence functional (IF) was originally introduced to
describe the effect of a quantum environment on the dynamics of an open quantum
system. We apply the IF approach to describe quantum many-body dynamics in
isolated spin systems, viewing the system as an environment for its local
subsystems. While the IF can be computed exactly only in certain many-body
models, it generally satisfies a self-consistency equation, provided the
system, or an ensemble of systems, are translationally invariant. We view the
IF as a fictitious wavefunction in the temporal domain, and approximate it
using matrix-product states (MPS). This approach is efficient provided the
temporal entanglement of the IF is sufficiently low. We illustrate the
versatility of the IF approach by analyzing several models that exhibit a range
of dynamical behaviors, from thermalizing to many-body localized. In
particular, we study the non-equilibrium dynamics in the quantum Ising model in
both Floquet and Hamiltonian settings. We find that temporal entanglement
entropy may be significantly lower compared to the spatial entanglement and
analyze the IF in the continuous-time limit. We simulate the
thermodynamic-limit evolution of local observables in various regimes,
including the relaxation of impurities embedded in an infinite-temperature
chain, and the long-lived oscillatory dynamics of the magnetization associated
with the confinement of excitations. By incorporating disorder-averaging into
the formalism, we analyze discrete time-crystalline response using the IF
method. In this case, we find that the temporal entanglement entropy scales
logarithmically with evolution time. The IF approach offers a new lens on
many-body non-equilibrium phenomena, both in ergodic and non-ergodic regimes,
connecting the theory of open quantum systems theory to quantum statistical
physics.
- Abstract（参考訳）: ファインマン・ヴァーノン影響汎関数 (if) は、量子環境が開量子系のダイナミクスに与える影響を記述するために導入された。
我々は、孤立スピン系における量子多体力学を記述するためのIF手法を適用し、系を局所サブシステムの環境と見なす。
if は、ある多体モデルでのみ正確に計算できるが、一般に、系または系のアンサンブルが翻訳不変であれば、自己矛盾方程式を満たす。
我々はIFを時間領域における架空の波動関数と見なし、行列積状態(MPS)を用いて近似する。
IFの時間的絡み合いが十分に低い場合、このアプローチは効率的である。
熱化から多体局在化に至るまで,様々な動的挙動を示すモデルを解析し,IFアプローチの汎用性について述べる。
特に、量子イジングモデルにおける非平衡ダイナミクスをフロケとハミルトニアンの両方の設定で研究する。
時間的絡み合いのエントロピーは空間的絡み合いに比べて有意に低くなり, IFを連続的に解析する。
無限温度鎖に埋もれた不純物の緩和や、励起の閉じ込めに伴う磁化の長寿命振動力学など、様々な状態における局所観測物の熱力学的-極限進化をシミュレートする。
障害回避を形式主義に取り入れることで,IF法による離散時間結晶応答を解析する。
この場合、時間的絡み合いエントロピーは進化時間とともに対数的にスケールする。
IFアプローチは、エルゴード状態と非エルゴード状態の両方において、多体非平衡現象に関する新しいレンズを提供し、オープン量子システム理論と量子統計物理学を結びつける。
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