論文の概要: Path integral approach to quantum thermalization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.06028v1
- Date: Sun, 07 Sep 2025 12:10:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-09 14:07:03.826487
- Title: Path integral approach to quantum thermalization
- Title（参考訳）: 量子熱化への経路積分的アプローチ
- Authors: Alexander Altland, Kun Woo Kim, Tobias Micklitz,
- Abstract要約: 量子系のユニタリだが可逆な力学を記述した準古典的グリーン関数アプローチを導入する。
多様なシステムクラスや障害モデルを記述することができることを示す。
我々は、多体カオス量子系の第一原理記述のための伝達可能なツールボックスを提供することを目的として、自己完結型かつ教育的な方法でフォーマリズムを提示する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.25860941747971
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce a quasiclassical Green function approach describing the unitary yet irreversible dynamics of quantum systems effectively acting as their own environment. Combining a variety of concepts of quantum many-body theory, notably the nonlinear $\sigma$-model of disordered systems, the $G \Sigma$-formalism for strong correlations, and real time path integration, the theory is capable of describing a wide range of system classes and disorder models. It extends previous work beyond perturbation theory (in inverse Hilbert space dimensions), enabling a description of thermalization dynamics from short scattering times, through the onset of ergodicity at an effective `Thouless time', up to the many-body Heisenberg time. We illustrate the approach with two case studies, (i) a brickwork model of unitarily coupled quantum circuits with and without conserved symmetries, and (ii) an array of capacitively coupled quantum dots. Using the spectral form factor as a test observable, we find good agreement with numerical simulations. We present our formalism in a self-contained and pedagogical manner, aiming to provide a transferable toolbox for the first-principles description of many-body chaotic quantum systems in regimes of strong entanglement.
- Abstract（参考訳）: 量子系の一意的かつ不可逆的な力学を記述した準古典的グリーン関数のアプローチを, 効果的に独自の環境として機能させる。
量子多体理論の様々な概念、特に障害系の非線形$\sigma$-モデル、強い相関関係のための$G \Sigma$-formalism、およびリアルタイムパス積分を組み合わせることで、この理論は幅広いシステムクラスと障害モデルを記述することができる。
これは摂動論(逆ヒルベルト空間次元)を超えて過去の研究を拡張し、短い散乱時間からの熱化ダイナミクスの記述を可能にし、効果的な「Thouless time」におけるエルゴディディティの開始から、多体ハイゼンベルク時間まで。
このアプローチを2つのケーススタディで説明します。
一 保存対称性のない一重結合量子回路のブロックワークモデル、及び
(ii)容量結合型量子ドットの配列。
スペクトル形状因子を可観測性として用い,数値シミュレーションとよく一致した。
我々は,強い絡み合いの条件下での多体カオス量子系の第一原理記述のための伝達可能なツールボックスを提供することを目的として,私たちの形式を自己完結型かつ教育的な方法で提示する。
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