論文の概要: Robustness of Quantum Chaos and Anomalous Relaxation in Open Quantum Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.00649v1
• Date: Fri, 1 Dec 2023 15:22:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-04 14:08:51.591799
• Title: Robustness of Quantum Chaos and Anomalous Relaxation in Open Quantum Circuits
• Title（参考訳）: オープン量子回路における量子カオスと異常緩和のロバスト性
• Authors: Takato Yoshimura and Lucas S\'a
• Abstract要約: 汎用量子多体系の散逸形因子(DFF)について検討する。 ギャップ閉鎖の有無によって特徴付けられる2つの特徴がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Dissipation is a ubiquitous phenomenon in nature that affects the fate of chaotic quantum dynamics. To characterize the interplay between quantum chaos and dissipation in generic quantum many-body systems, we consider a minimal dissipative Floquet many-body system. We study the dissipative form factor (DFF), an extension of the spectral form factor to open quantum systems, of the random phase model in the presence of arbitrary one-site nonunitary gates (quantum channels). In the limit of large local Hilbert space dimension, we obtain an exact expression for the DFF averaged over the random unitary gates, with simple, closed-form expressions in the limit of large times. We find that, for long enough times, the system always relaxes (i.e., the DFF decays) with two distinctive regimes characterized by the presence or absence of gap closing. While the system can sustain a robust ramp for a long (but finite) time interval in the gap-closing regime, relaxation is ``assisted'' by quantum chaos in the regime where the gap remains nonzero. In the latter regime, we find that, if the thermodynamic limit is taken first, the gap does not close even in the dissipationless limit.
• Abstract（参考訳）: 散逸は自然界において、カオス量子力学の運命に影響を与えるユビキタス現象である。 一般量子多体系における量子カオスと散逸の相互作用を特徴付けるために、最小の散逸的なフロケ多体系を考える。 任意の一点非ユニタリゲート(量子チャネル)の存在下でのランダム位相モデルのスペクトル形式因子の開量子系への拡張である散逸形式因子(dissipative form factor, dff)について検討した。 大きな局所ヒルベルト空間次元の極限において、ランダムなユニタリゲート上で平均化されたDFFの正確な式を得る。 十分に長い時間の間、系は常に緩やかに(つまりDFF崩壊)、ギャップ閉鎖の有無によって特徴づけられる2つの特徴的な状態を持つ。 システムは、ギャップ閉鎖状態において長い(しかし有限な)時間間隔で堅牢なランプを維持することができるが、ギャップがゼロのままである状態において量子カオスによって緩和は「補助」される。 後者の系では、熱力学的極限が先に取られた場合、そのギャップは散逸のない極限でも閉まらないことが分かる。

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