論文の概要: Quantum reservoir probing of quantum phase transitions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.07097v1
• Date: Sun, 11 Feb 2024 03:53:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-13 17:29:33.838859
• Title: Quantum reservoir probing of quantum phase transitions
• Title（参考訳）: 量子相転移の量子貯水池探査
• Authors: Kaito Kobayashi and Yukitoshi Motome
• Abstract要約: 本稿では,局所的な量子クエンチに基づく量子相転移の検出フレームワークを提案する。 局所的なクエンチの影響は異なる量子相によって異なり、量子臨界点に近接して増幅される固有のゆらぎによって抑制される。 また、同じ枠組みを用いて位相量子相転移を検出することも示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum phase transitions are highly remarkable phenomena manifesting in quantum many-body systems. However, their precise identifications in equilibrium systems pose significant theoretical and experimental challenges. Thus far, nonequilibrium detection protocols utilizing global quantum quenches have been proposed, yet the real-time signatures of these transitions are imprinted in intricate spatiotemporal correlations, compromising the simplicity and versatility of the protocols. Here, we propose a framework for dynamical detection of quantum phase transitions based on local quantum quenches. While the resultant dynamics are influenced by both the local quench operation and the intrinsic dynamics of the quantum system, the effects of the former are exclusively extracted through the cutting-edge framework called quantum reservoir probing (QRP). We illustrate that the impacts of the local quenches vary across different quantum phases, and are subdued by intrinsic fluctuations amplified in proximity to quantum critical points. Consequently, the QRP can detect quantum phase transitions in the paradigmatic integrable and nonintegrable quantum systems, all while utilizing single-site operators. Furthermore, we also show that topological quantum phase transitions can be detected using the identical framework. The broad applicability of the QRP, along with its experimental feasibility and design flexibility, highlights its universal effectiveness in identifying various quantum phase transitions.
• Abstract（参考訳）: 量子相転移は、量子多体系において非常に顕著な現象である。 しかし、それらの平衡系における正確な同定は、重要な理論的および実験的課題を引き起こす。 これまでのところ、グローバル量子クエンチを用いた非平衡検出プロトコルが提案されているが、これらの遷移のリアルタイムなシグネチャは複雑な時空間相関に印字され、プロトコルの単純さと汎用性を妥協している。 本稿では,局所量子クエンチに基づく量子相転移を動的に検出する枠組みを提案する。 結果として生じるダイナミクスは局所的なクエンチ操作と量子システムの固有ダイナミクスの両方に影響されるが、前者の効果は量子貯水池探索(qrp)と呼ばれる最先端の枠組みによって排他的に抽出される。 局所的なクエンチの影響は異なる量子相によって異なり、量子臨界点に近接して増幅される固有変動によって抑制される。 その結果、qrpは単一サイト演算子を利用して、パラダイム可積分および非可積分量子システムにおける量子相転移を検出できる。 さらに、位相的量子相転移は同一の枠組みを用いて検出できることを示した。 QRPの幅広い適用性は、その実験的実現性と設計の柔軟性と共に、様々な量子相転移を識別する普遍的な有効性を強調している。

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