論文の概要: Imaginary-time Mpemba effect in quantum many-body systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.06547v1
- Date: Tue, 10 Sep 2024 14:23:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-11 17:25:26.927186
- Title: Imaginary-time Mpemba effect in quantum many-body systems
- Title（参考訳）: 量子多体系におけるImaginary-time Mpemba効果
- Authors: Wei-Xuan Chang, Shuai Yin, Shi-Xin Zhang, Zi-Xiang Li,
- Abstract要約: 量子多体系における仮想時間緩和力学におけるMpemba効果の新たな現象を報告する。
ITMEの出現は、量子多体系の低エネルギー励起と密接に関連している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.54990557236581
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Various exotic phenomena emerge in non-equilibrium quantum many-body systems. The Mpemba effect, denoting the situation where a hot system freezes faster than the colder one, is a counterintuitive non-equilibrium phenomenon that has attracted enduring interest for more than half a century. In this Letter, we report a novel phenomenon of the Mpemba effect in the imaginary-time relaxation dynamics in quantum many-body systems, dubbed as imaginary-time Mpemba effect (ITME). Through numerically exact quantum Monte-Carlo (QMC) simulation, we unambiguously demonstrate that in different classes of interacting quantum models, the initial states with higher energy are relaxed faster than lower-energy initial states in the process of imaginary-time relaxation. The emergence of ITME is intimately associated with the low-energy excitations in quantum many-body systems. More crucially, since imaginary-time dynamics is broadly applied in numerical simulation on the quantum many-body ground states, the discovery of ITME potentially provides a new pathway to expedite the quantum many-body computation, particularly for QMC involving the sign problem.
- Abstract（参考訳）: 様々なエキゾチック現象が非平衡量子多体系に現れる。
Mpemba効果(Mpemba effect)は、熱いシステムが冷たいものよりも速く凍る状況を示すもので、半世紀以上にわたって永続的な関心を惹きつけてきた直観的な非平衡現象である。
本稿では,量子多体系におけるMpemba効果の新たな現象を報告し,これをITME(imaginary-time Mpemba effect)と呼ぶ。
数値的に正確な量子モンテカルロ (QMC) シミュレーションにより、相互作用する量子モデルの異なるクラスにおいて、高エネルギーの初期状態は想像時間緩和の過程で低エネルギーの初期状態よりも速く緩和されることを示した。
ITMEの出現は、量子多体系の低エネルギー励起と密接に関連している。
さらに重要なことは、仮想時間力学が量子多体基底状態の数値シミュレーションに広く応用されているため、ITMEの発見は量子多体計算、特に符号問題に関わるQMCにおいて、量子多体計算を高速化する新しい経路を提供する可能性がある。
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