論文の概要: Quantum Strong-to-Weak Spontaneous Symmetry Breaking in Decohered Critical Spin Chain

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.14221v2
• Date: Thu, 20 Mar 2025 02:05:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-21 13:17:53.998959
• Title: Quantum Strong-to-Weak Spontaneous Symmetry Breaking in Decohered Critical Spin Chain
• Title（参考訳）: DecoheredCritical Spin Chainにおける量子強弱自発対称性の破断
• Authors: Yuxuan Guo, Sheng Yang, Xue-Jia Yu,
• Abstract要約: 我々は混合状態における新しいタイプの相転移を明らかにし、Emphquantum strong-to-weak spontaneous symmetric Break (SW SSB) と呼ぶ。 SW SSB 相と自明なルッティンガー液相を直線臨界線で分離した 2-サイト XX 脱コヒーレンスの下で XXZ 臨界スピン鎖のグローバル相図をマッピングする。 注目すべきことに、我々の場合のSW SSB遷移は、任意に小さなデコヒーレンス強度の下でもハミルトンパラメータをチューニングすることによってのみ駆動できるという意味で、遠祖的な量子普遍性である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.603658293365577
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Symmetry breaking has been a central theme in classifying quantum phases and phase transitions. Recently, this concept has been extended to the mixed states of open systems, attracting considerable attention due to the emergence of novel physics beyond closed systems. In this Letter, we reveal a new type of phase transition in mixed states, termed \emph{quantum} strong-to-weak spontaneous symmetry breaking (SWSSB). Using a combination of field theory calculations and large-scale matrix product state simulations, we map out the global phase diagram of the XXZ critical spin chain under two-site XX decoherence, which features an SWSSB phase and a trivial Luttinger liquid phase, separated by a straight critical line that belongs to the boundary Berezinskii-Kosterlitz-Thouless universality class with a varying effective central charge. Remarkably, the SWSSB transition in our case is \emph{purely quantum} in the sense that it can only be driven by tuning the Hamiltonian parameter even under arbitrarily small decoherence strength, fundamentally distinguishing it from the decoherence-driven SWSSB transitions extensively discussed in previous literature. Conversely, no such phase transition occurs under ZZ decoherence. Finally, we also discuss the experimental relevance of our theory on quantum simulator platforms.
• Abstract（参考訳）: 対称性の破れは、量子相と相転移の分類において中心的なテーマとなっている。 近年、この概念はオープンシステムの混合状態にまで拡張され、閉系を超えた新しい物理学の出現によって大きな注目を集めている。 このレターでは,混合状態における新たな相転移を,強弱自然対称性の破れ (SWSSB) と呼ぶ。 フィールド理論計算と大規模行列積状態シミュレーションの組み合わせを用いて、SWSSB相と自明なルッティンガー液相を特徴とするXXZ臨界スピン鎖の大域的な相図を、バウンダリ(Berezinskii-Kosterlitz-Thouless Universality class)に属する直線的臨界線で分割した2サイトXXデコヒーレンスにマッピングする。 注目すべきことに、我々の場合のSWSSB遷移は、任意の小さなデコヒーレンス強度の下でもハミルトニアンパラメータをチューニングすることでのみ駆動できるという意味で \emph{purely quantum} であり、それ以前の文献で広く議論されたデコヒーレンス駆動のSWSSB遷移と根本的に区別される。 逆に、ZZデコヒーレンスの下ではそのような相転移は起こらない。 最後に、量子シミュレータプラットフォームにおける理論の実験的妥当性についても論じる。

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