論文の概要: Ground-state entanglement spectrum of a generic model with nonlocal
excitation-phonon coupling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.00755v1
- Date: Fri, 1 Dec 2023 18:16:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-04 13:35:13.864670
- Title: Ground-state entanglement spectrum of a generic model with nonlocal
excitation-phonon coupling
- Title（参考訳）: 非局所励起フォノン結合をもつ一般モデルの基底状態絡み合いスペクトル
- Authors: Vladimir M. Stojanovic
- Abstract要約: 励起-フォノン相互作用モデルにおける基底状態の絡み合いスペクトルを数値的に評価する。
素励起と強フォノン(ポーラニック)の遷移は、消滅と有限絡みの遷移と考えることができる。
超伝導及び中性原子系量子ビットアレイにおける$W$状態工学における励起フォノンの絡み合いの影響についても論じる。
- 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: While the concept of the entanglement spectrum has heretofore been utilized
to address various many-body systems, the models describing an itinerant
spinless-fermion excitation coupled to zero-dimensional bosons (e.g.
dispersionless phonons) have as yet not received much attention in this regard.
To fill this gap, the ground-state entanglement spectrum of a model that
includes two of the most common types of short-ranged, nonlocal
excitation-phonon interaction -- the Peierls- and breathing-mode couplings --
is numerically evaluated here. This model displays a sharp, level-crossing
transition at a critical coupling strength, which signifies the change from a
nondegenerate ground state at the quasimomentum $K_{\textrm{gs}}=0$ to a
twofold-degenerate one corresponding to a symmetric pair of nonzero
quasimomenta. Another peculiarity of this model is that in the special case of
equal Peierls- and breathing-mode coupling strengths the bare-excitation Bloch
state with the quasimomentum $0$ or $\pi$ is its exact eigenstate. Moreover,
below a critical coupling strength this state is the ground state of the model.
Thus, the sharp transition between a bare excitation and a heavily
phonon-dressed (polaronic) one can be thought of as a transition between
vanishing and finite entanglement. It is demonstrated here that the smallest
ground-state entanglement-spectrum eigenvalue to a large extent mimics the
behavior of the entanglement entropy itself and vanishes in this special case
of the model; by contrast, all the remaining eigenvalues diverge in this case.
The implications of excitation-phonon entanglement for $W$-state engineering in
superconducting and neutral-atom-based qubit arrays serving as analog
simulators of this model are also discussed.
- Abstract（参考訳）: エンタングルメントスペクトルの概念は様々な多体系に対処するために用いられてきたが、ゼロ次元ボソン(例えば分散レスフォノン)に結合した一意的なスピンレスフェルミオン励起を記述するモデルは、この点に関してまだあまり注目されていない。
このギャップを埋めるために、ピエルス結合と呼吸モード結合という、短距離非局所励起-フォノン相互作用の2つの最も一般的なタイプを含むモデルの基底状態絡み合いスペクトルを数値的に評価する。
このモデルは臨界結合強度で鋭く交差する遷移を示し、これは準運動量 $k_{\textrm{gs}}=0$ の非退化基底状態から非零準運動量の対称対に対応する2次元退化状態への変化を意味する。
このモデルの別の特色は、ピエルス結合と呼吸モード結合の特別な場合において、素励起ブロッホ状態が準同値$0$または$\pi$はその固有状態であることである。
さらに、臨界結合強度以下では、この状態がモデルの基底状態である。
したがって、裸励起と強フォノン装束(ポーラロン)との鋭い遷移は、消失と有限絡みの間の遷移と考えることができる。
ここでは、最小の基底状態エンタングルメントスペクトル固有値は、エンタングルメントエントロピー自体の挙動をかなり模倣し、モデルのこの特別な場合において消滅することが示される。
このモデルのアナログシミュレータとして用いられる超伝導および中性原子系量子ビットアレイにおける$W$状態工学における励起フォノン絡みの影響についても論じる。
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