論文の概要: Non-Markovianity of subsystem dynamics in isolated quantum many-body systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.18476v1
• Date: Thu, 30 Jan 2025 16:49:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-31 15:14:04.870467
• Title: Non-Markovianity of subsystem dynamics in isolated quantum many-body systems
• Title（参考訳）: 孤立量子多体系におけるサブシステムの非マルコビアン性
• Authors: Aditya Banerjee,
• Abstract要約: 平衡から遠く離れた孤立量子多体系は、任意のサブシステムが開量子系として振る舞うメカニズムを通じて平衡に達するべきであると考えられている。 この図は、任意のサブシステムの力学がマルコフ的(情報と記憶の単調な損失)か非マルコフ的かという疑問を提起する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: It is believed that an isolated quantum many-body system far away from equilibrium should try to attain equilibrium via a mechanism whereby any given subsystem acts as an open quantum system that is coupled to an environment which is the complementary part of the full system and undergoing a complicated equilibration process such that all the subsystems in the long-time limit attain equilibrium states compatible with the global equilibrium state. This picture begs the question whether the dynamics of any given subsystem is Markovian (monotonic loss of information and memory) or non-Markovian. In this work, by numerically probing the dynamical behaviour of the distance between \textit{temporally-separated} subsystem states, we reveal the telltale signatures and other associated features of quantum (non-)Markovianity of the dynamics of small subsystems of an isolated quantum spin system in one dimension (the Ising spin chain) brought far from equilibrium by quantum quenches. Additionally, remarkably systematic behaviour is seen in the dynamics of the eigenvalues of the reduced density matrices of the subsystems. These features strongly depend on the direction of quenching in the parameter space, with paramagnetic-to-ferromagnetic quenches offering considerably stronger signatures of subsystem non-Markovianity, for which we offer heuristic arguments.
• Abstract（参考訳）: 平衡から遠く離れた孤立量子多体系は、任意の部分系が全系の相補的な部分である環境と結合し、時間制限の全ての部分系が大域平衡状態と整合した平衡状態に達するような複雑な平衡過程を成すようなオープン量子系として機能するメカニズムによって平衡に達するべきであると信じられている。 この図は、任意のサブシステムの力学がマルコフ的(情報と記憶の単調な損失)か非マルコフ的かという疑問を提起する。 この研究は、 \textit{temporally-separated} サブシステム状態間の距離の動的挙動を数値的に証明することにより、量子クエンチによって平衡から遠く離れた1次元の孤立量子スピン系の小さなサブシステムの力学のテラルシグネチャと他の関連する特徴を明らかにする。 さらに、サブシステムの縮密度行列の固有値の力学において、著しく体系的な振る舞いが見られる。 これらの特徴はパラメータ空間におけるクエンチの方向に強く依存しており、準磁性-強磁性クエンチは非マルコビアン性のより強いシグネチャを提供し、ヒューリスティックな議論を提供する。

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