論文の概要: Effect of Majorana edge states on information propagation and scrambling
in a Floquet spin chain
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.15302v1
- Date: Thu, 27 Oct 2022 10:20:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-21 08:23:46.467943
- Title: Effect of Majorana edge states on information propagation and scrambling
in a Floquet spin chain
- Title（参考訳）: Floquet スピンチェーンの情報の伝播とスクランブルに及ぼすMajorana エッジ状態の影響
- Authors: Samudra Sur, Diptiman Sen
- Abstract要約: 我々は周期的に駆動されるスピン-1/2$XY$鎖の一端からの情報伝達について検討した。
正弦波駆動では、モデルはマヨラナエッジ状態の異なるタイプをホストすることが示される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The action of any local operator on a quantum system propagates through the
system carrying the information of the local operator. This is usually studied
via the out-of-time-order correlator (OTOC). We study the information
propagation from one end of a periodically driven spin-1/2 $XY$ chain with open
boundary conditions using the Floquet infinite-temperature OTOC. We calculate
the OTOC for two different spin operators, $\sigma^x$ and $\sigma^z$, and find
that they show quite different behaviors. The OTOC for the spin operator which
is local in terms of Jordan-Wigner fermions ($\sigma^z$) shows no signature of
information scrambling inside the light cone of propagation. On the contrary,
the OTOC for the spin operator which is non-local in terms of Jordan-Wigner
fermions ($\sigma^x$) shows signatures of scrambling inside the light cone. For
sinusoidal driving, the model can be shown to host different types of Majorana
edge states, namely topological zero quasienergy edge states and anomalous edge
states. The two different types of edge states influence the information
propagation in different ways. We observe a localization of information at the
edge for both $\sigma^z$ and $\sigma^x$ OTOCs whenever edge states are present.
In addition, in the case of anomalous edge states, we see oscillations of the
OTOC in time near the edge, the oscillation period being inversely proportional
to the gap between the Floquet eigenvalues of the edge states. We provide an
analytical understanding of these effects due to the edge states. We also
observe an `unscrambling effect' in the $\sigma^x$ OTOC after reflection at the
other end of the system. Finally, we demonstrate that the information
propagates into the system mainly via the bulk states with the maximum value of
the group velocity, and we show how this velocity is controlled by the driving
frequency and amplitude.
- Abstract（参考訳）: 量子系における任意の局所作用素の作用は、局所作用素の情報を運ぶ系を通して伝播する。
これは通常、OTOC(out-of-time-order correlator)を介して研究される。
本研究では、Floquet無限温度OTOCを用いて、開境界条件を持つ周期駆動スピン-1/2$XY$チェーンの一端からの情報伝達について検討する。
2つの異なるスピン作用素の OTOC を$\sigma^x$ と $\sigma^z$ で計算し、それらは全く異なる振る舞いを示す。
スピン作用素のotocは、jordan-wigner fermions (\sigma^z$) の項で局所的であり、伝播の軽い円錐の内部でスクランブルする情報を示すものではない。
反対に、jordan-wigner fermions (\sigma^x$) の項で非局所であるスピン作用素のotocは、光円錐内をスクランブルするシグネチャを示している。
正弦波駆動の場合、モデルは異なるタイプのマヨラナエッジ状態(位相的ゼロ準エネルギーエッジ状態と異常エッジ状態)をホストすることが示される。
2つの異なるエッジ状態は、異なる方法で情報伝達に影響を与える。
エッジ状態が存在する場合,$\sigma^z$ と $\sigma^x$ OTOCs の両方に対して,エッジにおける情報の局所化を観測する。
また、異常なエッジ状態の場合、エッジ付近でオトクの振動が見られ、その振動周期はエッジ状態のフロッケ固有値間のギャップに反比例する。
エッジ状態によるこれらの影響を解析的に理解する。
また,システムの反対側でのリフレクション後,$\sigma^x$ OTOC の 'unscrambling effect' も観測する。
最後に,情報は主に群速度の最大値を持つバルク状態を介してシステムに伝播することを示すとともに,この速度が駆動周波数と振幅によってどのように制御されるかを示す。
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