論文の概要: Absence of thermalization in an interacting system of thousands of
quantum spins
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.14216v1
- Date: Thu, 28 Jul 2022 16:31:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-03 05:02:09.774268
- Title: Absence of thermalization in an interacting system of thousands of
quantum spins
- Title（参考訳）: 何千もの量子スピンの相互作用系における熱化の欠如
- Authors: Titus Franz, Sebastian Geier, Cl\'ement Hainaut, Adrien Signoles,
Nithiwadee Thaicharoen, Annika Tebben, Andr\'e Salzinger, Adrian Braemer,
Martin G\"arttner, Gerhard Z\"urn, Matthias Weidem\"uller
- Abstract要約: ライドバーグ量子シミュレータにより実現されたランダムカップリング強度の可変分布を持つハイゼンベルクスピンのアンサンブルについて検討する。
このような孤立量子系は、非可積分であるにもかかわらず、非熱化状態を示す。
我々の系は最大4,000個のスピンから構成されるので、閉量子系は熱力学限界に近づくシステムサイズでも熱平衡に到達できないことが示される。
- 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: Understanding how closed quantum systems dynamically approach thermal
equilibrium presents a major unresolved problem in statistical physics.
Generically, it is expected that non-integrable quantum systems thermalize as
they comply with the Eigenstate Thermalization Hypothesis (ETH)}. A notable
exception to this is the phenomenon of many-body localization, where the
emergence of local conserved quantities prevents thermalization, which has been
observed in finite low-dimensional systems. We study an ensemble of Heisenberg
spins with a tunable distribution of random coupling strengths realized by a
Rydberg quantum simulator. The total magnetization as a function of external
field after a quench serves as a probe for thermalization. We find that such an
isolated quantum system exhibits a non-thermalizing regime despite being
non-integrable. It is shown that thermalization can be restored by reducing the
disorder in the coupling strengths. As our system consists of up to 4000 spins,
we thus show that closed quantum systems can fail to reach thermal equilibrium
even at system sizes approaching the thermodynamic limit.
- Abstract（参考訳）: 閉じた量子系が熱平衡に動的に近づく方法を理解することは、統計物理学において大きな未解決問題となる。
一般論として、非可積分量子系は固有状態熱化仮説(ETH)に従って熱化すると考えられている。
特筆すべき例外は多体局在現象であり、局所保存量の出現は、有限の低次元系で観測された熱化を妨げている。
ライドバーグ量子シミュレータにより実現されたランダムカップリング強度の可変分布を持つハイゼンベルクスピンのアンサンブルについて検討する。
クエンチ後の外部磁場の関数としての総磁化は熱化のプローブとして機能する。
このような孤立量子系は、非可積分であるにもかかわらず非熱的レジームを示す。
結合強度の異常を低減し, 熱分解を復元できることが示唆された。
我々の系は最大4,000個のスピンから構成されるので、閉量子系は熱力学限界に近づくシステムサイズでも熱平衡に到達できないことが示される。
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