論文の概要: Boson-fermion universality of mesoscopic entanglement fluctuations in free systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.14687v1
- Date: Fri, 22 Nov 2024 02:43:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-25 15:02:55.062927
- Title: Boson-fermion universality of mesoscopic entanglement fluctuations in free systems
- Title（参考訳）: 自由系におけるメソスコピックな絡み合いのボソンフェルミオン普遍性
- Authors: Cunzhong Lou, Chushun Tian, Zhixing Zou, Tao Shi, Lih-King Lim,
- Abstract要約: 波動関数のシュル「オーディンガー進化に関連する絡み合いのゆらぎは、ユニークな視点を与える。
ここでは、多体物理学における正準ボソニックモデルの絡み合いのダイナミクスを再考する。
系が平衡から追い出されると、長時間の絡み合いのダイナミクスは自由フェルミオンモデルと厳密に同じ統計挙動を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5864824580604515
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- Abstract: Entanglement fluctuations associated with Schr\"{o}dinger evolution of wavefunctions offer a unique perspective on various fundamental issues ranging from quantum thermalization to state preparation in quantum devices. Very recently, a subset of present authors have shown that in a class of free-fermion lattice models and interacting spin chains, entanglement dynamics enters into a new regime at long time, with entanglement probes displaying persistent temporal fluctuations, whose statistics falls into the seemingly disparate paradigm of mesoscopic fluctuations in condensed matter physics. This motivate us to revisit here entanglement dynamics of a canonical bosonic model in many-body physics, i.e., a coupled harmonic oscillator chain. We find that when the system is driven out of equilibrium, the long-time entanglement dynamics exhibits strictly the same statistical behaviors as that of free-fermion models. Specifically, irrespective of entanglement probes and microscopic parameters, the statistical distribution of entanglement fluctuations is flanked by asymmetric tails: sub-Gaussian for upward fluctuations and sub-Gamma for downward; moreover, the variance exhibits a crossover from the scaling $\sim 1/L$ to $\sim L_A^3/L^2$, as the subsystem size $L_A$ increases ($L$ the total system size). This insensitivity to the particle statistics, dubbed boson-fermion universality, is contrary to the common wisdom that statistical phenomena of many-body nature depend strongly on particle statistics. Together with our previous work, the present work indicates rich fluctuation phenomena in entanglement dynamics awaiting in-depth explorations.
- Abstract（参考訳）: 波動関数のSchr\"{o}dinger進化に伴う絡み合いの変動は、量子熱化から量子デバイスにおける状態準備まで、様々な基本的な問題にユニークな視点を与える。
非常に最近の著者のサブセットは、自由フェルミオン格子モデルと相互作用するスピン鎖のクラスにおいて、エンタングルメントダイナミクスが長い時間で新しい状態に入り、エンタングルメントプローブが永続的な時間的ゆらぎを示し、その統計は凝縮物質物理学におけるメソスコピックなゆらぎの一見異なるパラダイムに該当することを示した。
これにより、多体物理学における正準ボソニックモデルのここでの絡み合いのダイナミクス、すなわち結合調和振動子鎖を再考する動機となる。
系が平衡から追い出されると、長時間の絡み合いのダイナミクスは自由フェルミオンモデルと厳密に同じ統計挙動を示す。
特に、エンタングルメントプローブや微視的パラメータに関係なく、エンタングルメント変動の統計分布は非対称尾翼で表される: 上向きのGaussianと下向きのGamma、さらに、サブシステムサイズが$L_A$が$L$になるにつれて、スケールの$\sim 1/L$から$\sim L_A^3/L^2$へのクロスオーバーを示す。
ボソンフェルミオン普遍性 (boson-fermion universality) と呼ばれる粒子統計に対するこの感度は、多体の性質の統計現象が粒子統計に強く依存するという一般的な知恵に反している。
本研究は,本研究と合わせて,深部探査待ちの絡み合い力学における豊富な揺らぎ現象を示す。
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