論文の概要: Exact Quantum Dynamics, Shortcuts to Adiabaticity, and Quantum Quenches
in Strongly-Correlated Many-Body Systems: The Time-Dependent Jastrow Ansatz
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.14937v1
- Date: Wed, 26 Oct 2022 18:00:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-21 13:06:39.818465
- Title: Exact Quantum Dynamics, Shortcuts to Adiabaticity, and Quantum Quenches
in Strongly-Correlated Many-Body Systems: The Time-Dependent Jastrow Ansatz
- Title（参考訳）: 強相関多体系における厳密な量子ダイナミクス、断熱へのショートカット、および量子クエンチ:時間依存性ジャストロウアンザッツ
- Authors: Jing Yang, Adolfo del Campo
- Abstract要約: 時間依存波動関数に対するジャストロウアンサッツの一般化を導入する。
強い相関関係を示す様々なシステムの時間進化の効率的かつ正確な記述を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.0616044531734192
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The description of strongly-correlated quantum many-body systems far-from
equilibrium is intrinsically challenging due to the amount of information it
requires. We introduce a generalization of the Jastrow ansatz for
time-dependent wavefunctions, that provides an efficient and exact description
of the time-evolution of a variety of systems exhibiting strong correlations.
Exact solutions previously known are characterized by scale invariance, making
the evolution of local correlations, such as the spatial density, self-similar.
However, we find that a complex-valued time-dependent Jastrow ansatz (TDJA) is
not restricted to scale-invariance and can describe processes lacking it. The
associated time evolution is equivalent to the implementation of a shortcut to
adiabaticity (STA) by counterdiabatic driving along a continuous manifold of
quantum states described by a real-valued TDJA. Thus, our results provide the
means to engineer exact STA in strongly-correlated many-body quantum systems
lacking scale invariance. We illustrate our findings in systems with
inverse-square interactions, such as the Calogero-Sutherland and the hyperbolic
models, that are supplemented with pairwise logarithmic interactions. We
further consider the dynamics of bosons subject to both contact and Coulomb
interactions in one dimension, known as the long-range Lieb-Liniger model. Our
results can be used to study the quench dynamics in all these models. Our
findings provide a benchmark for numerical and quantum simulations of
nonequilibrium strongly-correlated systems with continuous variables.
- Abstract（参考訳）: 平衡から遠く離れた強相関量子多体系の記述は、それが必要とする情報量のために本質的に困難である。
時間依存波動関数に対するジャストロウ・アンサッツの一般化を導入し、強い相関関係を示す様々な系の時間進化を効率的かつ正確に記述する。
以前に知られていた厳密解はスケール不変性によって特徴づけられ、空間密度のような局所相関の進化は自己相似的である。
しかし、複雑な時間依存型ジャストロウ・アンサッツ(TDJA)はスケール不変性に制限されず、それを持たないプロセスを記述することができる。
関連する時間進化は、実数値化されたTDJAによって記述された量子状態の連続多様体に沿って反断熱駆動による断熱へのショートカット(STA)の実装と等価である。
そこで本研究では,スケール不変性に欠ける強相関多体量子システムにおいて,正確なSTAを設計する手段を提供する。
本研究では,対数対数相互作用を補うcalogero-sutherlandモデルや双曲モデルなど,逆二乗相互作用を持つ系における知見を説明する。
さらに, 長距離リーブ・リンガーモデルとして知られる1次元における接触・クーロン相互作用のボソンのダイナミクスについても考察する。
この結果は,これらすべてのモデルにおけるクエンチダイナミクスの研究に利用できる。
本研究は連続変数を持つ非平衡強相関系の数値および量子シミュレーションのベンチマークを提供する。
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