論文の概要: Mechanisms of scrambling and unscrambling of quantum information in the ground state in spin chains: domain-walls, spin-flips and scattering phase shifts

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.12226v1
• Date: Wed, 18 Oct 2023 18:02:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-20 18:15:58.460266
• Title: Mechanisms of scrambling and unscrambling of quantum information in the ground state in spin chains: domain-walls, spin-flips and scattering phase shifts
• Title（参考訳）: スピン鎖の基底状態における量子情報のスクランブルとアンスクランブルのメカニズム:ドメインウォール、スピンフリップ、散乱位相シフト
• Authors: Samudra Sur, Diptiman Sen
• Abstract要約: 常磁性相では、スクランブルとアンスクランブルは、一対の低エネルギースピンフリップ励起の散乱によるものであることを示す。 強磁性相では、同じ現象はドメインウォール励起の運動によって説明される。
• 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 spatiotemporal evolution of the out-of-time-order correlator (OTOC) measures the propagation and scrambling of local quantum information. For the transverse field Ising model with open boundaries, the local operator $\sigma^{x}$ shows an interesting picture of the ground state OTOC where the local information gets scrambled throughout the entire system and, more strikingly, starts `unscrambling' upon reflection at the other end. Earlier discussions of OTOCs did not explain the physical processes responsible for such scrambling and unscrambling of information. We explicitly show that in the paramagnetic phase, the scrambling and unscrambling is due to the scattering of a pair of low-energy spin-flip excitations, even in the presence of small interactions. In the ferromagnetic phase the same phenomena are explained by the motion of a domain-wall excitation. Thus, in different limits of the system parameters, we have provided a simple and almost complete understanding of the space-time pictures of the OTOCs, including the unscrambling, in terms of the low-energy excitations like one and two spin-flips or a single domain wall.
• Abstract（参考訳）: 時間外相関器(OTOC)の時空間進化は、局所的な量子情報の伝播とスクランブルを測定する。 開境界を持つ横フィールドイジングモデルについて、局所作用素 $\sigma^{x}$ は、局所情報がシステム全体にわたってスクランブルされ、さらに顕著に、もう一方の端で反射すると 'unscrambling' を開始する、基底状態 OTOC の興味深い図を示す。 以前のOTOCに関する議論では、そのような混乱と情報の不安定化の原因となる物理的プロセスは説明されなかった。 常磁性相では、スクランブルとアンスクランブルは、小さな相互作用が存在する場合でも、一対の低エネルギースピンフリップ励起が散乱するためであることを示す。 強磁性相では、同じ現象はドメインウォール励起の運動によって説明される。 したがって、システムパラメータの異なる範囲において、1つと2つのスピンフリップや1つのドメインウォールのような低エネルギー励起の観点で、非スクランブルを含むOTOCの時空画像の単純かつほぼ完全な理解を提供してきた。

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