論文の概要: Distinguishing Quantum Phases through Cusps in Full Counting Statistics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.11191v1
- Date: Mon, 18 Dec 2023 13:38:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-20 20:10:52.775264
- Title: Distinguishing Quantum Phases through Cusps in Full Counting Statistics
- Title（参考訳）: 全数統計におけるカスプによる量子相の識別
- Authors: Chang-Yan Wang, Tian-Gang Zhou, Yi-Neng Zhou, and Pengfei Zhang
- Abstract要約: 完全数え上げ統計におけるカスプ特異性は、秩序相と乱れ相を区別するための新しいツールであることを示す。
我々の発見は、最先端の超低温原子と超伝導量子ビットプラットフォームを用いて容易に検証することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.009911029521761
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Measuring physical observables requires averaging experimental outcomes over
numerous identical measurements. The complete distribution function of possible
outcomes or its Fourier transform, known as the full counting statistics,
provides a more detailed description. This method captures the fundamental
quantum fluctuations in many-body systems and has gained significant attention
in quantum transport research. In this letter, we propose that cusp
singularities in the full counting statistics are a novel tool for
distinguishing between ordered and disordered phases. As a specific example, we
focus on the superfluid-to-Mott transition in the Bose-Hubbard model and
introduce $Z_A(\alpha)=\langle \exp({i\alpha \sum_{i\in
A}(\hat{n}_i}-\overline{n}))\rangle $ with $\overline{n}=\langle n_i \rangle$.
Through both analytical analysis and numerical simulations, we demonstrate that
$\partial_\alpha \log Z_A(\alpha)$ exhibits a discontinuity near $\alpha=\pi$
in the superfluid phase when the subsystem size is sufficiently large, while it
remains smooth in the Mott phase. This discontinuity can be interpreted as a
first-order transition between different semi-classical configurations of
vortices. We anticipate that our discoveries can be readily tested using
state-of-the-art ultracold atom and superconducting qubit platforms.
- Abstract（参考訳）: 物理観測量の測定には、複数の同一の測定値に対する平均的な結果が必要となる。
可能な結果の完全な分布関数またはそのフーリエ変換は、完全な数え上げ統計として知られ、より詳細な説明を提供する。
この手法は多体系における基本的な量子揺らぎを捉え、量子輸送研究において大きな注目を集めている。
本稿では,完全カウント統計におけるカスプ特異点が,秩序相と乱相を区別するための新しいツールであることを示す。
具体的な例として、Bose-Hubbardモデルにおける超流動-モット遷移に注目し、$Z_A(\alpha)=\langle \exp({i\alpha \sum_{i\in A}(\hat{n}_i}-\overline{n}))\rangle $ with $\overline{n}=\langle n_i \rangle$を導入する。
解析的解析と数値シミュレーションの両方を通して、$\partial_\alpha \log z_a(\alpha)$ はサブシステムのサイズが十分大きいとき、超流動相で$\alpha=\pi$ に近い不連続性を示すが、mott相では滑らかである。
この不連続性は、渦の異なる半古典的な構成の間の一階遷移と解釈できる。
我々の発見は、最先端の超低温原子と超伝導量子ビットプラットフォームを用いて容易に検証できると期待している。
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