論文の概要: Dissipative phase transition: from qubits to qudits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.01223v2
• Date: Tue, 01 Oct 2024 18:54:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-03 15:17:03.544975
• Title: Dissipative phase transition: from qubits to qudits
• Title（参考訳）: 散逸相転移:量子ビットから量子ビットへ
• Authors: Lukas Pausch, François Damanet, Thierry Bastin, John Martin,
• Abstract要約: 量子多体系における散逸相転移の運命を、個々の成分がキュービットではなくキューディットであるときに検討する。 キュービットの代わりにキュービットを考えると、オープン多体系におけるリッチ位相図へのアクセスに関する新たな視点が開かれる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We investigate the fate of dissipative phase transitions in quantum many-body systems when the individual constituents are qudits ($d$-level systems) instead of qubits. As an example system, we employ a permutation-invariant $XY$ model of $N$ infinite-range interacting $d$-level spins undergoing individual and collective dissipation. In the mean-field limit, we identify a dissipative phase transition, whose critical point is independent of $d$ after a suitable rescaling of parameters. When the decay rates between all adjacent levels are identical and $d\geq 4$, the critical point expands, in terms of the ratio between dissipation and interaction strengths, to a critical region in which two phases coexist and which increases as $d$ grows. In addition, a larger $d$ leads to a more pronounced change in spin expectation values at the critical point. Numerical investigations for finite $N$ reveal symmetry breaking signatures in the Liouvillian spectrum at the phase transition. The phase transition is furthermore marked by maximum entanglement negativity and a significant purity change of the steady state, which become more pronounced as $d$ increases. Considering qudits instead of qubits thus opens new perspectives on accessing rich phase diagrams in open many-body systems.
• Abstract（参考訳）: 量子多体系における散逸相転移の運命について、個々の成分が量子ビットではなくクイディット(d$レベル系)である場合について検討する。 例えば、置換不変な$XY$モデルである$N$無限範囲の相互作用を持つ$d$レベルのスピンは、個人と集団の散逸によって生じる。 平均場限界では、パラメータの適切な再スケーリングの後、臨界点が$d$とは独立な散逸相転移を同定する。 隣り合う全てのレベル間の崩壊速度が同じで$d\geq 4$であるとき、臨界点は、散逸と相互作用強度の比において、2つの相が共存し、d$が増加すると増加する臨界領域へと拡大する。 さらに、より大きい$d$は、臨界点におけるスピン期待値のより顕著な変化につながる。 有限$N$に対する数値的な研究は、位相遷移におけるリウヴィリアスペクトルの対称性の破れ符号を明らかにする。 さらに、相転移は最大エンタングルメント負性度と定常状態の顕著な純度変化によって特徴づけられ、より顕著に$d$ increaseと発音される。 キュービットの代わりにキューディットを考えると、オープン多体系におけるリッチ位相図へのアクセスに関する新たな視点が開かれる。

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