論文の概要: Effects of topological and non-topological edge states on information
propagation and scrambling in a Floquet spin chain
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.15302v2
- Date: Mon, 11 Dec 2023 10:46:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-13 03:35:48.785458
- Title: Effects of topological and non-topological edge states on information
propagation and scrambling in a Floquet spin chain
- Title（参考訳）: Floquetスピンチェーンにおける情報伝播とスクランブルに及ぼす位相的および非位相的エッジ状態の影響
- 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$XY$鎖の一端から情報伝達を開境界条件で数値的に研究する。
正弦波駆動では、モデルは異なる種類のエッジ状態をホストすることができる。
- 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 operator. This is usually studied via
the out-of-time-order correlator (OTOC). We numerically 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 $\sigma^z$. For
sinusoidal driving, the model can be shown to host different types of edge
states, namely, topological (Majorana) edge states and non-topological edge
states. 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 non-topological 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. It was known
earlier that 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, while the OTOC for the spin
operator which is non-local in terms of Jordan-Wigner fermions ($\sigma^x$)
shows signatures of scrambling. We report a remarkable `unscrambling effect' in
the $\sigma^x$ OTOC after reflections from the ends 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、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。
我々はFloquet無限温度OTOCを用いて,開境界条件付き周期駆動スピン-1/2$XY$チェーンの一端からの情報伝搬を数値解析した。
2つの異なるスピン作用素、$\sigma^x$ と $\sigma^z$ の OTOC を計算する。
正弦波駆動の場合、モデルは異なる種類のエッジ状態、すなわち位相的(メジャーな)エッジ状態と非位相的エッジ状態を持つことができる。
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、非位相的エッジ状態の場合、エッジ近傍の時間におけるotocの振動は、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。
以前には、jordan-wigner fermions(\sigma^z$)の項で局所的なスピン作用素のotocは、伝播の光円錐の内部でスクランブルする情報の署名を示さず、jordan-wigner fermions(\sigma^x$)の項で非局所であるスピン作用素のotocはスクランブルの署名を示すことが知られていた。
システムの端から反射した後に,$\sigma^x$ OTOCに顕著な「非破壊効果」を報告した。
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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