論文の概要: Topological transition between gapless phases in quantum walks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.05023v1
- Date: Mon, 07 Apr 2025 12:48:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-08 14:08:56.584066
- Title: Topological transition between gapless phases in quantum walks
- Title(参考訳): 量子ウォークにおけるギャップレス位相間の位相遷移
- Authors: Ranjith R Kumar, Hideaki Obuse,
- Abstract要約: 物質のトポロジカルなギャップのない位相は、理論および実験的な凝縮物質物理学者の間で近年関心を集めている。
このような位相的ギャップのない位相とそれらの遷移を量子ウォークでシミュレートできることが示される。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
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- Abstract: Topological gapless phases of matter have been a recent interest among theoretical and experimental condensed matter physicists. Fermionic chains with extended nearest neighbor couplings have been observed to show unique topological transition at the multicritical points between distinct gapless phases. In this work, we show that such topological gapless phases and the transition between them can be simulated in a quantum walk. We consider a three-step discrete-time quantum walk and identify various critical or gapless phases and multicriticalities from the topological phase diagram along with their distinguished energy dispersions. We reconstruct the scaling theory based on the curvature function to study transition between gapless phases in the quantum walk. We show the interesting features observed in fermionic chains, such as diverging, sign flipping and swapping properties of curvature function, can be simulated in the quantum walk. Moreover, the renormalization group flow and Wannier state correlation functions also identify transition at the multicritical points between gapless phases. We observe the scaling law and overlapping of critical and fixed point properties at the multicritical points of the fermionic chains can also be observed in the quantum walk. Furthermore, we categorize the topological transitions at various multicritical points using the group velocity of the energy eigenstates. Finally, the topological characters of various gapless phases are captured using winding number which allows one to distinguish various gapless phases and also show the transitions at the multicritical points.
- Abstract(参考訳): 物質のトポロジカルなギャップのない位相は、理論および実験的な凝縮物質物理学者の間で近年関心を集めている。
隣り合う結合が拡張されたフェルミオン鎖は、異なる隙間のない相の間の多臨界点において、ユニークな位相遷移を示すことが観察されている。
本研究では、そのような位相的ギャップのない位相とそれらの遷移を量子ウォークでシミュレートできることを示す。
3段階の離散時間量子ウォークを考慮し、位相相図から様々な臨界相とギャップのない相と多臨界相とを、そのエネルギー分散とともに同定する。
我々は、量子ウォークにおけるギャップレス位相間の遷移を研究するために、曲率関数に基づくスケーリング理論を再構築する。
量子ウォークでは, 発散, サインフリップ, 曲率関数のスワップ特性など, フェルミオン鎖で見られる興味深い特徴をシミュレートすることができる。
さらに、正規化群フローとワニエ状態相関関数は、ギャップレス位相間の多臨界点における遷移も同定する。
フェルミオン鎖の多臨界点における臨界点および固定点特性のスケーリング則と重なり合いを量子ウォークでも観察できる。
さらに、エネルギー固有状態の群速度を用いて、様々な臨界点における位相遷移を分類する。
最後に、様々なギャップレス位相のトポロジ的特徴を、様々なギャップレス位相を区別し、多臨界点における遷移を示すことができる巻数を用いてキャプチャする。
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