論文の概要: Quantum hydrodynamics from local thermal pure states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.12777v2
• Date: Mon, 5 Jul 2021 11:08:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-25 16:18:58.301988
• Title: Quantum hydrodynamics from local thermal pure states
• Title（参考訳）: 局所熱純状態からの量子流体力学
• Authors: Shoichiro Tsutsui, Masaru Hongo, Shintaro Sato, Takahiro Sagawa
• Abstract要約: 局所熱平衡における量子系を記述する純粋状態を構築し、局所熱純量子状態(ell$TPQ)と呼ぶ。 本研究では, 局所演算子の熱力学関数と期待値が, 局所ギブスアンサンブルからの大きな流体セル限界に収束することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We provide a pure state formulation for hydrodynamic dynamics of isolated quantum many-body systems. A pure state describing quantum systems in local thermal equilibrium is constructed, which we call a local thermal pure quantum ($\ell$TPQ) state. We show that the thermodynamic functional and the expectation values of local operators (including a real-time correlation function) calculated from the $\ell$TPQ state converge to those from a local Gibbs ensemble in the large fluid-cell limit. As a numerical demonstration, we investigate a one-dimensional spin chain and observe the hydrodynamic relaxation obeying the Fourier's law. We further prove the second law of thermodynamics and the quantum fluctuation theorem, which are also validated numerically. The $\ell$TPQ formulation gives a useful theoretical basis to describe the emergent hydrodynamic behavior of quantum many-body systems furnished with a numerical efficiency, being applicable to both the non-relativistic and relativistic regimes.
• Abstract（参考訳）: 孤立量子多体系の流体力学に対する純粋状態の定式化を提供する。 局所熱平衡における量子系を記述する純粋状態が構築され、局所熱純量子状態(英語版)(\ell$TPQ)と呼ばれる。 我々は,$\ell$tpq状態から計算した局所作用素(実時間相関関数を含む)の熱力学的関数と期待値が,局所ギブスアンサンブルのそれと大きな流体細胞限界で収束することを示す。 数値実験として, 1次元スピン鎖を解析し, フーリエの法則に従う流体緩和を観察する。 さらに、熱力学の第2法則と量子揺らぎ定理を証明し、数値的に検証する。 $\ell$tpq の定式化は、非相対論と相対論の両方のレジームに適用できる数値効率を備えた量子多体系の創発的流体力学的挙動を記述するのに有用な理論的基礎を与える。

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