論文の概要: Origin of Hilbert space quantum scars in unconstrained models

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.13297v1
• Date: Tue, 25 Jul 2023 07:25:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-26 18:04:50.265395
• Title: Origin of Hilbert space quantum scars in unconstrained models
• Title（参考訳）: 非拘束モデルにおけるヒルベルト空間量子スカーの起源
• Authors: Zexian Guo, Bobo Liu, Yu Gao, Ang Yang, Junlin Wang, Jinlou Ma and Lei Ying
• Abstract要約: 量子多体傷(Quantum many-body scar)は、最近発見された固有状態熱化仮説に弱い違反する現象である。 半充填型ボース・ハバードモデルに基づく量子多体傷の異なるクラスについて検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.063667511831522
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum many-body scar is a recently discovered phenomenon weakly violating eigenstate thermalization hypothesis, and it has been extensively studied across various models. However, experimental realizations are mainly based on constrained models such as the $PXP$ model. Inspired by recent experimental observations on the superconducting platform in Refs.~[Nat. Phys. 19, 120 (2022)] and [arXiv:2211.05803], we study a distinct class of quantum many-body scars based on a half-filling hard-core Bose-Hubbard model, which is generic to describe in many experimental platforms. It is the so-called Hilbert space quantum scar as it originates from a subspace with a hypercube geometry weakly connecting to other thermalization regions in Hilbert space. Within the hypercube, a pair of collective Fock states do not directly connect to the thermalization region, resulting in slow thermalization dynamics with remarkable fidelity revivals with distinct differences from dynamics of other initial states. This mechanism is generic in various real-space lattice configurations, including one-dimensional Su-Schrieffer-Heeger chain, comb lattice, and even random dimer clusters consisting of dimers. In addition, we develop a toy model based on Hilbert hypercube decay approximation, to explain the spectrum overlap between the collective states and all eigenstates. Furthermore, we explore the Hilbert space quantum scar in two- and three-dimensional Su-Schrieffer-Heeger many-body systems, consisting of tetramers or octamers, respectively. This study makes quantum many-body scar state more realistic in applications such as quantum sensing and quantum metrology.
• Abstract（参考訳）: 量子多体傷(quantum many-body scar)は、最近発見された固有状態熱化仮説に弱く違反する現象であり、様々なモデルで広く研究されている。 しかし、実験的な実現は主に$PXP$モデルのような制約付きモデルに基づいている。 Refsの超伝導プラットフォームに関する最近の実験から着想を得た。 〜[Nat. Phys. 19, 120 (2022)] と [arXiv:2211.05803] は、多くの実験プラットフォームで説明できる半満たのハードコア Bose-Hubbard モデルに基づいて、量子多体傷の異なるクラスを研究する。 これはいわゆるヒルベルト空間量子傷であり、ヒルベルト空間内の他の熱化領域に弱結合するハイパーキューブ幾何学を持つ部分空間に由来する。 ハイパーキューブ内では、一対の集団フォック状態が熱化領域に直接結合せず、他の初期状態のダイナミクスと異なる顕著な忠実さの再現を伴う遅い熱化ダイナミクスをもたらす。 この機構は様々な実空間格子構成において一般的であり、例えば1次元su-シュリーファー-ヘーガー鎖、コーム格子、さらには二量体からなるランダム二量体クラスターを含む。 さらに,集合状態とすべての固有状態のスペクトル重なりを説明するために,ヒルベルト・ハイパーキューブ減衰近似に基づくトイモデルを開発した。 さらに、四量体またはオクタマーからなる2次元および3次元su-シュリフェファー・ヘーガー多体系においてヒルベルト空間の量子スカーを探索する。 この研究は、量子センシングや量子気象学といった応用において、量子多体散乱状態をより現実的にする。

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