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/2210.14937v2
- Date: Fri, 14 Mar 2025 09:47:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-17 13:02:47.874955
- 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: 複素数値時間依存のジャストロウ・アンサッツは対称性を欠いたより広範な動的過程のクラスを記述できることを示す。
カロジェロ・サザーランドや双曲モデルのような逆二乗相互作用を持つ系における我々の発見について述べる。
この結果は、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として機能する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.9491988705158843
- License:
- Abstract: The description of strongly correlated quantum many-body systems far from equilibrium presents a fundamental challenge due to the vast amount of information it requires. We introduce a generalization of the Jastrow ansatz for time-dependent wavefunctions that offers an efficient and exact description of the time evolution of various strongly correlated systems. Previously known exact solutions are characterized by scale invariance, enforcing self-similar evolution of local correlations, such as the spatial density. However, we demonstrate that a complex-valued time-dependent Jastrow ansatz (TDJA) is not restricted to scale invariance and can describe a broader class of dynamical processes lacking this symmetry. The associated time evolution is equivalent to the implementation of a shortcut to adiabaticity (STA) via counterdiabatic driving along a continuous manifold of quantum states described by a real-valued TDJA, providing a framework for engineering exact STA in strongly correlated many-body quantum systems. We illustrate our findings in systems with inverse-square interactions, such as the Calogero-Sutherland and hyperbolic models, supplemented with pairwise logarithmic interactions, as well as in the long-range Lieb-Liniger model, where bosons experience both contact and Coulomb interactions in one dimension. Our results enable the study of quench dynamics in all these models and serve as a benchmark for numerical and quantum simulations of nonequilibrium strongly correlated systems with continuous variables.
- Abstract（参考訳）: 平衡から遠い強い相関の強い量子多体系の記述は、それが必要とする膨大な情報のために根本的な課題となる。
本稿では, 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について紹介する。
既知の正確な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的な相関の自己相似進化が引き起こされる。
しかし、複素値の時間依存的ジャストロウ・アンサッツ(TDJA)は、スケール不変性に制限されず、この対称性を欠いたより広範な動的プロセスのクラスを記述することができる。
関連する時間進化は、実数値の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(STA)へのショートカットの実装と等価であり、強く相関した多体量子系における正確なSTAの工学的枠組みを提供する。
カロジェロ・サザーランドや双曲モデルのような逆二乗相互作用を持つシステムでは対対数的相互作用が補足され、また長距離リーブ・ライニガーモデルではボソンが1次元で接触とクーロンの相互作用を経験する。
この結果から, 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として, これらのモデルにおけるクエンチ力学の研究が可能となった。
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