論文の概要: Quantum scarring enhances non-Markovianity of subsystem dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.23757v1
• Date: Thu, 31 Jul 2025 17:44:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-01 17:19:10.139491
• Title: Quantum scarring enhances non-Markovianity of subsystem dynamics
• Title（参考訳）: 量子スカラーリングはサブシステムダイナミクスの非マルコビアン性を高める
• Authors: Aditya Banerjee,
• Abstract要約: 量子スカーの存在は、サブシステムの力学の非マルコビアン性を実現し、強化する顕微鏡的な要素であることを示す。 これは量子スカーリングに関連する動的記憶に新しい光を放つ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Given that any subsystem of a closed out-of-equilibrium quantum system is an open quantum system, its dynamics (reduced from the full system's unitary evolution) can be either Markovian (memory-less) or non-Markovian, with the latter necessarily impeding the process of relaxation and thermalization. Seemingly independently, such non-ergodic dynamics occurs when an initial state has spectral weight on the so-called quantum scar states, which are non-thermalizing states embedded deep in the spectrum of otherwise thermal states. In this article, we present numerical evidence that the presence of quantum scars is a microscopic ingredient that enables and enhances non-Markovianity of the dynamics of subsystems. We exemplify this with the PXP model and its deformations which either enhance or erase the signatures of scarred dynamics when quenched from a simple product state that is known to have significant overlaps with the scarred subspace in the spectrum. By probing information backflows with the dynamical behaviour of the distances between temporally-separated states of small subsystems, systematic signatures of subsystem non-Markovianity in these models are presented, and it is seen that scarring-enhancing (erasing) deformations also exhibit enhanced (diminished) subsystem non-Markovianity. This sheds new light on the dynamical memories associated with quantum scarring, and opens interesting new questions at the interface of quantum scarring and an open quantum systems approach to investigating far-from-equilibrium and non-thermalizing isolated quantum many-body systems.
• Abstract（参考訳）: 閉平衡量子系の任意の部分系が開量子系であることを考えると、その力学(全系のユニタリ進化から導かれる)はマルコフ的(メモリレス)か非マルコフ的(英語版)(非マルコフ的)であり、後者は緩和と熱化の過程を必ずしも妨げている。 このような非エルゴード力学は、初期状態がいわゆる量子スカー状態にスペクトル重みを持ち、非熱化状態が他の熱状態のスペクトルに深く埋め込まれたときに起こる。 本稿では, 量子スカーの存在が, サブシステムの力学の非マルコビアン性を実現し, 強化する顕微鏡的成分であることの数値的証拠を示す。 我々はこれをPXPモデルとその変形で例示し、スペクトルのスカーレッド部分空間と顕著に重なることが知られている単純な積状態からクエンチした時に、スカーレッドダイナミクスのシグネチャを増強または消去する。 小さなサブシステムの時間的分離状態間の距離の動的挙動を持つ情報逆流を探索することにより、これらのモデルにおけるサブシステムの非マルコビアン性の体系的シグネチャを示し、スカーリングエンハンシング(エラスティング)変形は強化された(縮小)サブシステム非マルコビアン性を示す。 これは量子スカーリングに関連する動的記憶に新たな光を当て、量子スカーリングとオープン量子システムアプローチのインターフェースで興味深い新しい質問を開き、非熱化量子多体系と非熱化量子多体系を調査する。

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