論文の概要: Finite-temperature topological phase transitions of spin-$j$ systems in
Uhlmann processes: General formalism and experimental protocols
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.15340v2
- Date: Mon, 31 May 2021 17:21:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-06 06:18:06.494371
- Title: Finite-temperature topological phase transitions of spin-$j$ systems in
Uhlmann processes: General formalism and experimental protocols
- Title（参考訳）: uhlmann過程におけるスピン-$j$系の有限温度位相相転移:一般形式論と実験プロトコル
- Authors: Xu-Yang Hou, Hao Guo, Chih-Chun Chien
- Abstract要約: ウルマン過程の磁場中における理想的なスピンj量子パラマグネットを解析する。
ウルマン相の量子化ジャンプは、基礎となる過程のトポロジカル量子相転移(TQPT)を表す。
j=1/2系とj=1系の正確な結果は、有限温度でしか生存しないが、0温度では生存しないトポロジカルな状態を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.6514968639939296
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The Uhlmann process is built on the density matrix of a mixed quantum state
and offers a way to characterize topological properties at finite temperatures.
We analyze an ideal spin-j quantum paramagnet in a magnetic field undergoing an
Uhlmann process and derive general formulae of the Uhlmann phase and Loschmidt
amplitude for arbitrary j as the system traverses a great circle in the
parameter space. A quantized jump of the Uhlmann phase signifies a topological
quantum phase transition (TQPT) of the underlying process, which is accompanied
by a zero of the Loschmidt amplitude. The exact results of j=1/2 and j=1
systems show topological regimes that only survive at finite temperatures but
not at zero temperature, and the number of TQPTs is associated with the winding
number in the parameter space. Our results pave the way for future studies on
finite-temperature topological properties, and possible experimental protocols
and implications for atomic simulators and digital simulations are discussed.
- Abstract（参考訳）: uhlmann過程は混合量子状態の密度行列に基づいて構築され、有限温度での位相特性を特徴づける方法を提供する。
我々は、uulmann過程を経た磁場中の理想的なスピンj量子パラマグネットを解析し、この系がパラメータ空間の大きな円を横切るとき、任意のjに対するuulmann相とloschmidt振幅の一般式を導出する。
uhlmann位相の量子化ジャンプは、基礎過程の位相的量子位相遷移(tqpt)を意味し、ロスシュミット振幅のゼロを伴う。
j=1/2およびj=1系の正確な結果は、有限温度でしか生存せず、0温度では生存しない位相的状態を示し、TQPTの数はパラメータ空間の巻数と関連している。
本研究では, 有限温度トポロジー特性の今後の研究の道を開くとともに, 実験プロトコルと原子シミュレータとディジタルシミュレーションへの応用について考察した。
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