論文の概要: Slow thermalization and subdiffusion in $U(1)$ conserving Floquet random circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.13429v2
• Date: Fri, 19 May 2023 19:27:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-24 05:27:25.242774
• Title: Slow thermalization and subdiffusion in $U(1)$ conserving Floquet random circuits
• Title（参考訳）: Floquetランダム回路を保存した$U(1)$のスロー熱化とサブ拡散
• Authors: Cheryne Jonay, Joaquin F. Rodriguez-Nieva, and Vedika Khemani
• Abstract要約: 本研究では,Har random $U(1)$ charge conserving dynamicsを用いて,Floquetユニタリ回路の一群について検討する。 この最小限のモデルでは、数値的にアクセス可能なシステムサイズにおいて、堅牢な熱化は行われていない。
• 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: Random quantum circuits are paradigmatic models of minimally structured and analytically tractable chaotic dynamics. We study a family of Floquet unitary circuits with Haar random $U(1)$ charge conserving dynamics; the minimal such model has nearest-neighbor gates acting on spin 1/2 qubits, and a single layer of even/odd gates repeated periodically in time. We find that this minimal model is not robustly thermalizing at numerically accessible system sizes, and displays slow subdiffusive dynamics for long times. We map out the thermalization dynamics in a broader parameter space of charge conserving circuits, and understand the origin of the slow dynamics in terms of proximate localized and integrable regimes in parameter space. In contrast, we find that small extensions to the minimal model are sufficient to achieve robust thermalization; these include (i) increasing the interaction range to three-site gates (ii) increasing the local Hilbert space dimension by appending an additional unconstrained qubit to the conserved charge on each site, or (iii) using a larger Floquet period comprised of two independent layers of gates. Our results should inform future numerical studies of charge conserving circuits which are relevant for a wide range of topical theoretical questions.
• Abstract（参考訳）: ランダム量子回路は、最小構造で解析的に抽出可能なカオス力学のパラダイムモデルである。 我々は、Haar random $U(1)$ charge conserving dynamicsを持つFloquetユニタリ回路の族について研究し、最小限のそのようなモデルは、スピン1/2量子ビットに作用する最寄りのゲートと、偶数ゲートの単一層を周期的に繰り返し持つ。 この極小モデルは、数値的にアクセス可能なシステムサイズではロバストに熱するものではなく、長時間の拡散の遅いダイナミクスを示す。 電荷保存回路の広いパラメータ空間における熱化ダイナミクスをマッピングし、パラメータ空間における近距離局所化および可積分レジームの観点からスローダイナミクスの起源を理解する。 対照的に、最小限のモデルへの小さな拡張は堅牢な熱化を達成するのに十分である。 (i)3箇所ゲートへの相互作用範囲の拡大 (二)各地における保存電荷に追加の制約のない量子ビットを付加することにより局所ヒルベルト空間次元を増大させる、又は (iii)2つの独立した門からなる大きなフロッケ期間を用いる。 本研究は, 幅広い話題的理論問題に関連する電荷保存回路について, 今後の数値的研究について述べる。

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