論文の概要: Robust effective ground state in a nonintegrable Floquet quantum circuit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.16217v2
- Date: Tue, 21 May 2024 18:51:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-26 20:04:03.362949
- Title: Robust effective ground state in a nonintegrable Floquet quantum circuit
- Title（参考訳）: 非可積分フロケ量子回路におけるロバスト有効基底状態
- Authors: Tatsuhiko N. Ikeda, Sho Sugiura, Anatoli Polkovnikov,
- Abstract要約: 高速な量子回路シミュレータを用いて,Floquet加熱の初期状態依存性を最大$L=30$までの非可積分蹴りIsing鎖で検討した。
我々の発見は、有限運転期間でFloquetプロトコルを設計するための道を開くものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: An external periodic (Floquet) drive is believed to bring any initial state to the featureless infinite temperature state in generic nonintegrable isolated quantum many-body systems in the thermodynamic limit, irrespective of the driving frequency $\Omega$. However, numerical or analytical evidence either proving or disproving this hypothesis is very limited and the issue has remained unsettled. Here, we study the initial state dependence of Floquet heating in a nonintegrable kicked Ising chain of length up to $L=30$ with an efficient quantum circuit simulator, showing a possible counterexample: The ground state of the effective Floquet Hamiltonian is exceptionally robust against heating, and could stay at finite energy density even after infinitely many Floquet cycles, if the driving period is shorter than a threshold value. This sharp energy localization transition/crossover does not happen for generic excited states. The exceptional robustness of the ground state is interpreted by (i) its isolation in the energy spectrum and (ii) the fact that those states with $L$-independent $\hbar\Omega$ energy above the ground state energy of any generic local Hamiltonian, like the approximate Floquet Hamiltonian, are atypical and viewed as a collection of noninteracting quasipartiles. Our finding paves the way for engineering Floquet protocols with finite driving periods realizing long-lived, or possibly even perpetual, Floquet phases by initial state design.
- Abstract（参考訳）: 外部周期(フロケ)ドライブは、駆動周波数$\Omega$にかかわらず、熱力学極限における一般的な非可積分量子多体系において、任意の初期状態を特徴のない無限温度状態に導くと考えられている。
しかし、この仮説を証明または否定する数値的あるいは分析的な証拠は非常に限られており、問題は未解決のままである。
そこで本研究では,フロッケ加熱の初期状態依存性を,効率の良い量子回路シミュレータで最大$L=30$までの長さのアイシングチェーンで検討し,その反例を示す: 有効フロッケハミルトニアンの基底状態は,加熱に対して極めて堅牢であり,有限個のフロッケサイクルの後にも,運転期間がしきい値より短い場合に,有限エネルギー密度に留まることができる。
この鋭いエネルギー局在遷移/交差は、一般的な励起状態では起こらない。
基底状態の例外的な堅牢性は解釈される
一 エネルギースペクトルにおけるその孤立及び
(II) Floquet Hamiltonian のような任意の一般局所ハミルトニアンの基底状態エネルギーより上の$L$非独立$\hbar\Omega$エネルギーを持つ状態が非定型であり、相互作用しない準粒子の集合と見なされるという事実。
我々の発見は、有限運転期間でFloquetプロトコルを設計するための道を開くものである。
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