論文の概要: Stable bipolarons in open quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.08243v2
- Date: Fri, 30 Jun 2023 07:53:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-03 16:02:04.320920
- Title: Stable bipolarons in open quantum systems
- Title（参考訳）: 開量子系における安定バイポーラロン
- Authors: Mattia Moroder, Martin Grundner, Fran\c{c}ois Damanet, Ulrich
Schollw\"ock, Sam Mardazad, Stuart Flannigan, Thomas K\"ohler, Sebastian
Paeckel
- Abstract要約: 強い電子-フォノン結合を特徴とする材料の送電特性について, 散逸性環境に接触して検討した。
我々は、純粋状態法とマルコフ量子ジャンプ法の非マルコフ階層と、新たに導入された純密度行列再正規化群を結合する。
驚くべきことに、金属相の散逸は間接的な量子ゼノ効果を連想させるバイポーラロンを局在させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.05863360388454259
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recent advances in numerical methods significantly pushed forward the
understanding of electrons coupled to quantized lattice vibrations. At this
stage, it becomes increasingly important to also account for the effects of
physically inevitable environments. In particular, we study the transport
properties of the Hubbard-Holstein Hamiltonian that models a large class of
materials characterized by strong electron-phonon coupling, in contact with a
dissipative environment. Even in the one-dimensional and isolated case,
simulating the quantum dynamics of such a system with high accuracy is very
challenging due to the infinite dimensionality of the phononic Hilbert spaces.
For this reason, the effects of dissipation on the conductance properties of
such systems have not been investigated systematically so far. We combine the
non-Markovian hierarchy of pure states method and the Markovian quantum jumps
method with the newly introduced projected purified density-matrix
renormalization group, creating powerful tensor-network methods for dissipative
quantum many-body systems. Investigating their numerical properties, we find a
significant speedup up to a factor $\sim 30$ compared to conventional
tensor-network techniques. We apply these methods to study dissipative
quenches, aiming for an in-depth understanding of the formation, stability, and
quasi-particle properties of bipolarons. Surprisingly, our results show that in
the metallic phase dissipation localizes the bipolarons, which is reminiscent
of an indirect quantum Zeno effect. However, the bipolaronic binding energy
remains mainly unaffected, even in the presence of strong dissipation,
exhibiting remarkable bipolaron stability. These findings shed light on the
problem of designing real materials exhibiting phonon-mediated
high-$T_\mathrm{C}$ superconductivity.
- Abstract（参考訳）: 数値的な手法の最近の進歩は、量子化された格子振動に結合した電子の理解を著しく推し進めた。
この段階では、物理的に避けられない環境の影響も考慮しておくことがますます重要になる。
特に,強い電子-フォノン結合を特徴とする多種多様な物質を散逸環境に接触させてモデル化したハバード・ホルシュタイン・ハミルトンの輸送特性について検討した。
一次元かつ孤立な場合でさえ、そのような系の量子力学を高い精度でシミュレートすることは、フォニックヒルベルト空間の無限次元性のために非常に困難である。
このため,このような系のコンダクタンス特性に対する散逸の影響は系統的に検討されていない。
純粋状態法の非マルコフ階層とマルコフ量子ジャンプ法と、新しく導入された投影された密度行列再正規化群を組み合わせることで、散逸量子多体系に対する強力なテンソルネットワーク法を作成する。
その数値的性質を調べると、従来のテンソルネットワーク技術と比較して、最大で$\sim 30$という大きなスピードアップが見出される。
これらの手法を散逸性クエンチェの研究に適用し,バイポーラロンの形成,安定性,準粒子特性の深い理解を目指している。
驚くべきことに、金属相の散逸は間接量子ゼノン効果を想起させるバイポーラロンを局在化する。
しかし、バイポーラロン結合エネルギーは強い散逸の存在下でも主に影響を受けておらず、顕著なバイポーラロン安定性を示す。
これらの結果は、フォノンを媒介とする超伝導の高-$t_\mathrm{c}$を実材料として設計する問題に光を当てた。
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