論文の概要: Dynamical Transition of Operator Size Growth in Quantum Systems Embedded in an Environment

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.03535v2
• Date: Sun, 10 Mar 2024 02:48:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-13 17:59:20.507488
• Title: Dynamical Transition of Operator Size Growth in Quantum Systems Embedded in an Environment
• Title（参考訳）: 環境に埋め込まれた量子システムにおける演算子サイズ成長の動的遷移
• Authors: Pengfei Zhang and Zhenhua Yu
• Abstract要約: 環境を伴うオール・ツー・オール相互作用を持つ量子系の遷移を予測する。 この遷移は、システムの本質と環境推進スクランブルと環境誘導散逸との競合によって引き起こされる。 我々の研究は、環境の存在下での量子システムの基本的な挙動に光を当てている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.659260341668616
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In closed generic many-body systems, unitary evolution disperses local quantum information into highly non-local objects, resulting in thermalization. Such a process is called information scrambling, whose swiftness is quantified by the operator size growth. However, for quantum systems embedded in an environment, how the couplings to the environment affect the process of information scrambling quests revelation. Here we predict a dynamical transition in quantum systems with all-to-all interactions accompanied by an environment, which separates two phases. In the dissipative phase, information scrambling halts as the operator size decays with time, while in the scrambling phase, dispersion of information persists and the operator size grows and saturates to an $O(N)$ value in the long-time limit with $N$ the number of degrees of freedom of the systems. The transition is driven by the competition between the system intrinsic and environment propelled scramblings and the environment induced dissipation. Our prediction is derived from a general argument based on epidemiological models and demonstrated analytically via solvable Brownian SYK models. We provide further evidence which suggests that the transition is generic to quantum chaotic systems when coupled to an environment. Our study sheds light on the fundamental behavior of quantum systems in the presence of an environment.
• Abstract（参考訳）: 閉一般多体系では、ユニタリ進化は局所的な量子情報を高度に非局所的な物体に分散させ、熱化をもたらす。 このような過程は情報スクランブルと呼ばれ、その速さは演算子のサイズ成長によって定量化される。 しかし、環境に埋め込まれた量子システムでは、環境への結合が情報スクランブルのプロセスにどのように影響するかが啓示される。 ここでは、2つの相を分離する環境を伴う全対全相互作用を持つ量子系の動的遷移を予測する。 消散相では、演算子のサイズが時間とともに減衰するにつれて情報スクランブルが停止し、一方、スクランブル相では情報の分散が持続し、演算子のサイズは、系の自由度数が$N$である時間制限のO(N)$値に飽和する。 この遷移は、システムの本質と環境推進スクランブルと環境誘導散逸との競合によって引き起こされる。 本予測は疫学モデルに基づく一般論から導出され,可解ブラウンシックモデルを用いて解析的に証明した。 環境に結合した場合、量子カオスシステムへの遷移が一般的であることを示唆するさらなる証拠を提供する。 我々の研究は、環境の存在下での量子システムの基本的な挙動に光を当てている。

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