論文の概要: Quantum Many-Body Scarring in $2+1$D Gauge Theories with Dynamical Matter
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.08858v2
- Date: Thu, 28 Mar 2024 16:31:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-29 20:33:12.804904
- Title: Quantum Many-Body Scarring in $2+1$D Gauge Theories with Dynamical Matter
- Title（参考訳）: 動的物質を含む2+1Dゲージ理論における量子多体スキャリング
- Authors: Jesse Osborne, Ian P. McCulloch, Jad C. Halimeh,
- Abstract要約: 量子多体散乱(Quantum many-body scarring, QMBS)は、非可積分量子多体モデルにおける弱いエルゴディディディティ破壊の興味深いパラダイムとして登場した。
QMBS は 2+1$D $mathrmU(1)$ quantum link model で発生することを示す。
- 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: Quantum many-body scarring (QMBS) has emerged as an intriguing paradigm of weak ergodicity breaking in nonintegrable quantum many-body models, particularly lattice gauge theories (LGTs) in $1+1$ spacetime dimensions. However, an open question is whether QMBS exists in higher-dimensional LGTs with dynamical matter. Given that nonergodic dynamics in $d{=}1$ spatial dimension tend to vanish in $d{>}1$, it is important to probe this question. Using matrix product state techniques for both finite and infinite systems, we show that QMBS occurs in the $2{+}1$D $\mathrm{U}(1)$ quantum link model (QLM), as evidenced in persistent coherent oscillations in local observables, a marked slowdown in the growth of the bipartite entanglement entropy, and revivals in the fidelity. Interestingly, we see that QMBS is more robust when the matter degrees of freedom are bosonic rather than fermionic. Our results further shed light on the intimate connection between gauge invariance and QMBS, and highlight the persistence of scarring in higher spatial dimensions. Our findings can be tested in near-term analog and digital quantum simulators, and we demonstrate their accessibility on a recently proposed cold-atom analog quantum simulator.
- Abstract（参考訳）: 量子多体散乱(QMBS)は、非可積分量子多体モデル、特に1+1$時空次元の格子ゲージ理論(LGT)における弱いエルゴディディディティ破壊の興味深いパラダイムとして登場した。
しかし、QMBS が動的物質を持つ高次元 LGT に存在しているかどうかには疑問がある。
空間次元 $d{=}1$ の非エルゴード力学が $d{>}1$ で消える傾向があることを考えれば、この問題を調査することが重要である。
有限系および無限系の行列積状態技術を用いて、QMBSは局所可観測体の持続的コヒーレント振動(英語版)において証明された2${+}1$D $\mathrm{U}(1)$量子リンクモデル(QLM)で発生することを示す。
興味深いことに、QMBSはフェルミオンよりも自由度がボソニックであるときにより堅牢である。
この結果より, ゲージ不変量とQMBSの密接な関係に光を当て, より高次元のスカーリングの持続性を強調した。
本研究は, 近距離アナログおよびディジタル量子シミュレータで行うことができ, 最近提案された冷原子アナログ量子シミュレータのアクセシビリティを実証する。
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