論文の概要: Entanglement of edge modes in (very) strongly correlated topological insulators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.13598v2
• Date: Mon, 8 Jan 2024 06:18:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-09 21:45:52.496094
• Title: Entanglement of edge modes in (very) strongly correlated topological insulators
• Title（参考訳）: 強相関型トポロジカル絶縁体におけるエッジモードの絡み合い
• Authors: Nisa Ara, Rudranil Basu, Emil Mathew, and Indrakshi Raychowdhury
• Abstract要約: 量子情報理論は、量子相転移を示す理論の位相位相を識別することができる。 本研究では,二層SSHモデルのエンタングルメントエントロピーについて,ハバード相互作用の存在と欠如について検討する。 残余エントロピーは、まさにエッジモードの絡み合いによる非自明な位相相で生き残る。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Identifying topological phases for a strongly correlated theory remains a non-trivial task, as defining order parameters, such as Berry phases, is not straightforward. Quantum information theory is capable of identifying topological phases for a theory that exhibits quantum phase transition with a suitable definition of order parameters that are related to different entanglement measures for the system. In this work, we study entanglement entropy for a bi-layer SSH model, both in the presence and absence of Hubbard interaction and at varying interaction strengths. For the free theory, edge entanglement acts as an order parameter, which is supported by analytic calculations and numerical (DMRG) studies. We calculate the symmetry-resolved entanglement and demonstrate the equipartition of entanglement for this model which itself acts as an order parameter when calculated for the edge modes. As the DMRG calculation allows one to go beyond the free theory, we study the entanglement structure of the edge modes in the presence of on-site Hubbard interaction for the same model. A sudden reduction of edge entanglement is obtained as interaction is switched on. The explanation for this lies in the change in the size of the degenerate subspaces in the presence and absence of interaction. We also study the signature of entanglement when the interaction strength becomes extremely strong and demonstrate that the edge entanglement remains protected. In this limit, the energy eigenstates essentially become a tensor product state, implying zero entanglement. However, a remnant entropy survives in the non-trivial topological phase which is exactly due to the entanglement of the edge modes.
• Abstract（参考訳）: 強相関理論に対する位相相の同定は、ベリー相のような順序パラメータを定義することは単純ではないため、非自明なタスクである。 量子情報理論は、システムの異なる絡み合い測度に関連する順序パラメータの適切な定義を持つ量子位相遷移を示す理論の位相位相位相を識別することができる。 本研究では,二層SSHモデルのエンタングルメントエントロピーについて,ハバード相互作用の有無と相互作用強度の差異について検討する。 自由理論では、エッジの絡み合いは順序パラメータとして機能し、解析計算と数値計算(DMRG)の研究によって支持される。 このモデルでは, エッジモードで計算された場合, 次数パラメータとして機能し, 対称性を計算し, エンタングルメントの等分性を示す。 DMRG計算は自由理論を超越することを許すので、同じモデルに対するオンサイトハバード相互作用の存在下でのエッジモードの絡み合い構造について検討する。 相互作用が切り替わるにつれて、エッジ絡みの突然の低減が得られる。 この説明は、相互作用の存在と不在における退化部分空間の大きさの変化に関係している。 また, 相互作用強度が極端に強いときの絡み合いのサインについて検討し, エッジ絡み合いが保護されていることを示す。 この極限において、エネルギー固有状態は本質的にテンソル積状態となり、ゼロエンタングルメントを意味する。 しかし、残差エントロピーはエッジモードの絡み合いによる非自明な位相相に残っている。

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