論文の概要: Measuring entanglement entropy and its topological signature for
phononic systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.08632v1
- Date: Thu, 14 Dec 2023 03:30:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-16 00:11:58.122643
- Title: Measuring entanglement entropy and its topological signature for
phononic systems
- Title（参考訳）: 交絡エントロピーの測定と音韻系に対する位相的シグネチャ
- Authors: Zhi-Kang Lin, Yao Zhou, Bin Jiang, Bing-Quan Wu, Li-Mei Chen, Xiao-Yu
Liu, Li-Wei Wang, Peng Ye, and Jian-Hua Jiang
- Abstract要約: 絡み合いのエントロピーは、システムの複雑な振る舞いを過小評価する、集合的な自由度に関する洞察を与える。
音韻系における非局所的相関を探索し, 予測の検証実験を行った。
ここでの進展は、絡み合いエントロピーが初期相と相転移の研究において重要な実験ツールとなるフロンティアを開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 21.355338659414624
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Entanglement entropy is a fundamental concept with rising importance in
different fields ranging from quantum information science, black holes to
materials science. In complex materials and systems, entanglement entropy
provides insight into the collective degrees of freedom that underlie the
systems' complex behaviours. As well-known predictions, the entanglement
entropy exhibits area laws for systems with gapped excitations, whereas it
follows the Gioev-Klich-Widom scaling law in gapless fermion systems.
Furthermore, the entanglement spectrum provides salient characterizations of
topological phases and phase transitions beyond the conventional paradigms.
However, many of these fundamental predictions have not yet been confirmed in
experiments due to the difficulties in measuring entanglement entropy in
physical systems. Here, we report the experimental verification of the above
predictions by probing the nonlocal correlations in phononic systems. From the
pump-probe responses in phononic crystals, we obtain the entanglement entropy
and entanglement spectrum for phononic systems with the fermion filling analog.
With these measurements, we verify the Gioev-Klich-Widom scaling law of
entanglement entropy for various quasiparticle dispersions in one- and
two-dimensions. Moreover, we observe the salient signatures of topological
phases in the entanglement spectrum and entanglement entropy which unveil an
unprecedented probe of topological phases without relying on the bulk-boundary
correspondence. The progress here opens a frontier where entanglement entropy
serves as an important experimental tool in the study of emergent phases and
phase transitions which can be generalized to non-Hermitian and other
unconventional regimes.
- Abstract（参考訳）: 絡み合うエントロピーは、量子情報科学、ブラックホール、物質科学など様々な分野において重要性が高まる基本的な概念である。
複雑な材料やシステムにおいて、絡み合いのエントロピーは、システムの複雑な振る舞いを過小評価する集合的な自由度に関する洞察を与える。
良く知られた予測として、絡み合いエントロピーはギャップ付き励起を持つ系の領域法則を示すが、これはギャップレスフェルミオン系におけるジョエフ・クリッヒ=ウィドムスケール法則に従う。
さらに、絡み合いスペクトルは、従来のパラダイムを超えた位相位相と位相遷移の健全な特徴を与える。
しかし、これらの基本的な予測の多くは、物理系の絡み合いエントロピーの測定が困難であるため、実験ではまだ確認されていない。
本稿では, 音韻系における非局所的相関を探索し, 上記の予測を実験的に検証する。
フォノン結晶のポンプ-プローブ応答から,フェルミオン充填アナログを持つフォノン系のエンタングルメントエントロピーとエンタングルメントスペクトルを得る。
これらの測定により, 1次元および2次元の様々な準粒子分散に対する絡み合いエントロピーのジョエフ・クリッヒ=ウィドムスケーリング則を検証する。
さらに, 絡み合いスペクトルおよび絡み合いエントロピーにおける位相位相の顕著なシグネチャを観察し, バルク境界対応に頼らずに, 前例のない位相のプローブを明らかにする。
ここでの進歩は、絡み合いのエントロピーが、非エルミートやその他の非伝統的体制に一般化できる創発的な相と相転移の研究において重要な実験ツールとなるフロンティアを開く。
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