論文の概要: Quantum Mpemba effect in a four-site Bose-Hubbard model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.06937v1
• Date: Mon, 08 Sep 2025 17:48:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-09 14:07:04.298088
• Title: Quantum Mpemba effect in a four-site Bose-Hubbard model
• Title（参考訳）: 4サイトBose-Hubbardモデルにおける量子Mpemba効果
• Authors: Asad Ali, M. I. Hussain, Hamid Arian Zad, H. Kuniyil, M. T. Rahim, Saif Al-Kuwari, Saeed Haddadi,
• Abstract要約: クリーンかつ不規則な状態における1次元Bose-Hubbardモデルにおける量子Mpemba効果(QME)について検討する。 以上の結果から,QMEは多体相関が非線形緩和経路を駆動するクリーン・相互作用系において顕著に出現することが明らかとなった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8619139771027764
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigated the quantum Mpemba effect (QME) in a one-dimensional Bose-Hubbard model across clean and disordered regimes using exact numerical technique of a four-site lattice under Lindblad dynamics with local dephasing noise. By systematically varying hopping strength, onsite interactions, Stark potentials, and random disorder, we probe relaxation dynamics toward a common steady state using trace distance, relative entropy, entanglement asymmetry, and $\ell_1$-norm of coherence metrics. Our results reveal that QME emerges prominently in the clean-interacting regime, where many-body correlations drive nonlinear relaxation pathways, enabling initially distant states to overtake closer ones. In contrast, non-interacting systems exhibit conventional thermalization, whereas Stark potentials and random disorder suppress QME by inducing localization barriers, with disorder causing milder delays compared to the pronounced effects of Stark fields. Entanglement asymmetry proves to be particularly sensitive to the symmetry restoration dynamics underlying QME. These findings elucidate the critical role of interactions in anomalous relaxation and provide insights for controlling quantum thermalization in experimental platforms such as ultra-cold atomic systems.
• Abstract（参考訳）: 我々は,リンドブラッド力学下での4サイト格子の正確な数値計算法を用いて,1次元Bose-Hubbardモデルにおける量子Mpemba効果(QME)について検討した。 系統的にホッピング強度, オンサイト相互作用, スタークポテンシャル, ランダム障害によって, 軌道距離, 相対エントロピー, エンタングルメント非対称性, およびコヒーレンス測定値の$\ell_1$-normを用いて緩和ダイナミクスを共通の定常状態に向けて探索する。 以上の結果から,QMEは多体相関が非線形緩和経路を誘導するクリーン・インタラクション・レシエーションにおいて顕著に出現することが明らかとなった。 対照的に、非相互作用系は従来の熱化を示すが、スターク電位とランダム障害は局所化障壁を誘導することでQMEを抑制する。 絡み合い非対称性は、QMEの基盤となる対称性回復力学に特に敏感であることが証明されている。 これらの知見は、異常緩和における相互作用の重要な役割を解明し、超低温原子系などの実験プラットフォームにおける量子熱化を制御するための洞察を与える。

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