論文の概要: Entanglement Phase Transition Induced by the Non-Hermitian Skin Effect
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.05384v1
- Date: Sat, 11 Jun 2022 00:27:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-09 20:40:52.775159
- Title: Entanglement Phase Transition Induced by the Non-Hermitian Skin Effect
- Title（参考訳）: 非エルミート皮膚効果による絡み合い相転移
- Authors: Kohei Kawabata, Tokiro Numasawa, Shinsei Ryu
- Abstract要約: 皮膚効果は、絡み合い力学において非平衡量子相転移を誘導することを示す。
また、このスキン効果がマルコフ開量子系においてもフォン・ノイマンエントロピーの浄化と低減につながることを示した。
- 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: Recent years have seen remarkable development in open quantum systems
effectively described by non-Hermitian Hamiltonians. A unique feature of
non-Hermitian topological systems is the skin effect, which is the anomalous
localization of an extensive number of eigenstates driven by nonreciprocal
dissipation. Despite its significance for non-Hermitian topological phases, the
relevance of the skin effect to quantum entanglement and critical phenomena has
remained unclear. Here, we find that the skin effect induces a nonequilibrium
quantum phase transition in the entanglement dynamics. We show that the skin
effect gives rise to a macroscopic flow of particles and suppresses the
entanglement propagation and thermalization, leading to the area law of the
entanglement entropy in the nonequilibrium steady state. Moreover, we reveal an
entanglement phase transition induced by the competition between the unitary
dynamics and the skin effect even without disorder or interactions. This
entanglement phase transition accompanies nonequilibrium quantum criticality
characterized by a nonunitary conformal field theory whose effective central
charge is extremely sensitive to the boundary conditions. We also demonstrate
that it originates from an exceptional point of the non-Hermitian Hamiltonian
and the concomitant scale invariance of the skin modes localized according to
the power law. Furthermore, we show that the skin effect leads to the
purification and the reduction of von Neumann entropy even in Markovian open
quantum systems described by the Lindblad master equation. Our work opens a way
to control the entanglement growth and establishes a fundamental understanding
of phase transitions and critical phenomena in open quantum systems far from
thermal equilibrium.
- Abstract（参考訳）: 近年、非エルミート的ハミルトニアンによって効果的に記述されたオープン量子システムにおいて顕著な発展が見られる。
非エルミート位相系の特異な特徴は、非相反散によって引き起こされる多数の固有状態の異常な局在である皮膚効果である。
非エルミート位相に対する重要性にもかかわらず、皮膚効果の量子絡み合いや臨界現象との関連性はいまだ不明である。
ここでは,スキン効果がエンタングルメントダイナミクスにおいて非平衡量子相転移を引き起こすことを見出した。
その結果, 皮膚効果は粒子のマクロな流れを生じさせ, 絡み合い伝播と熱化を抑制することを示し, 非平衡定常状態における絡み合いエントロピーの面積則を導いた。
さらに, 障害や相互作用を伴わずとも, ユニタリダイナミクスと皮膚効果の競合によって引き起こされる絡み合い相転移を明らかにする。
この絡み合い相転移は、有効中心電荷が境界条件に非常に敏感な非単位共形場理論によって特徴づけられる非平衡量子臨界性を伴う。
また,非エルミート・ハミルトニアンの例外的な点と,パワー法則に従って局所化されたスキンモードの同時性スケール不変性に由来することを証明した。
さらに,lindblad master方程式によって記述されたマルコフ開量子系においても,皮膚効果はフォン・ノイマンエントロピーの精製と減少をもたらすことを示した。
我々の研究は、エンタングルメント成長を制御する方法を開き、熱平衡から遠く離れたオープン量子システムにおける相転移と臨界現象の基本的な理解を確立する。
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