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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.00649v2
• Date: Wed, 27 Mar 2024 15:39:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-28 22:33:12.709031
• 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, Lucas Sá,
• Abstract要約: 一般量子多体系における量子カオスと散逸の相互作用について検討する。 可解モデルの場合、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の平均化されたDFFの正確な式を得る。 システムは常に、ギャップ閉鎖の存在や欠如を特徴とする2つの特徴的な体制でリラックスしている。
• 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 circuit. In particular, we study the dissipative form factor (DFF), an extension of the spectral form factor to open quantum systems, of Floquet systems in the presence of arbitrary on-site dissipation modeled by quantum channels. For a solvable model, 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, a recently uncovered phenomenon dubbed anomalous relaxation. We complement our findings with numerical results for quantum circuits with a small Hilbert space dimension.
• 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。 汎用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、最小の散逸性フロッケ多体回路を考える。 特に、量子チャネルによってモデル化された任意のオンサイト消散の存在下で、フレッケ系の開量子系へのスペクトル形因子の拡張である散逸形因子(DFF)について検討する。 可解モデルの場合、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)、ギャップ閉ざしの存在や欠如を特徴とする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。 後者の体制では、熱力学的限界が最初に取られると、散逸のない極限でもギャップは閉じない。 我々は、ヒルベルト空間次元が小さい量子回路の数値計算結果を補完する。

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