論文の概要: Quantum Fisher Information as a Measure of Symmetry Breaking in Quantum Many-Body Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.07468v1
- Date: Tue, 09 Sep 2025 07:45:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-10 14:38:27.212869
- Title: Quantum Fisher Information as a Measure of Symmetry Breaking in Quantum Many-Body Systems
- Title（参考訳）: 量子多体系における対称性破壊の指標としての量子フィッシャー情報
- Authors: Shion Yamashika, Shimpei Endo, Hiroyasu Tajima,
- Abstract要約: 量子フィッシャー情報 (QFI) は, 凝縮物質系における対称性の破れを捉える。
結果は、QFIが平衡系と非平衡量子多体系の対称性の破れの普遍的かつ物理的に有意義な診断であると強調した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Symmetry breaking underlies diverse phenomena from phase transitions in condensed matter to fundamental interactions in gauge theories. Despite many proposed indicators, a general quantification of symmetry breaking that is faithful, computable, and valid in the thermodynamic limit has remained elusive. Here, within quantum resource theory, we propose the quantum Fisher information (QFI) as such a measure. We demonstrate its utility by computing QFI for paradigmatic models: in the BCS superconductor, the QFI counts the number of Cooper pairs; in the transverse-field XY spin chains, it captures topological phase transition that has no local order parameter; and in quantum quench dynamics, it allows us to exactly derive the microscopic origin and conditions of the quantum Mpemba effect in terms of excitation propagation, including in the thermodynamic limit--beyond the reach of previous analyses. Our results show that the QFI, which is a complete resource monotone in the resource theory of asymmetry that plays the role of entanglement entropy in entanglement theory, faithfully captures symmetry breaking in condensed-matter systems. These results highlight the QFI as a universal and physically meaningful diagnostic of symmetry breaking in both equilibrium and non-equilibrium quantum many-body systems.
- Abstract（参考訳）: 対称性の破れは、凝縮物質中の相転移からゲージ理論における基本的な相互作用まで多様な現象を下支えする。
多くの指標が提案されているにもかかわらず、忠実で計算可能で、熱力学の極限で有効である対称性の破れの一般的な定量化は、いまだ解明されていない。
ここでは、量子資源理論において、そのような尺度として量子フィッシャー情報(QFI)を提案する。
BCS 超伝導体では、QFI はクーパー対数をカウントし、横磁場 XY スピン鎖では、局所的な順序パラメータを持たない位相相転移を捉え、量子クエンチ力学では、熱力学の極限を含む励起伝播の観点から量子ムペンバ効果の微視的起源と条件を正確に導き出すことができる。
この結果から, エンタングルメント理論においてエンタングルメントエントロピーの役割を担う非対称性の資源論において, 完全な資源単調であるQFIが, 凝縮物質系における対称性の破れを忠実に捉えていることが示唆された。
これらの結果は、QFIが平衡系と非平衡量子多体系の対称性の破れの普遍的かつ物理的に有意義な診断であることを示している。
関連論文リスト
- Observation and Modulation of the Quantum Mpemba Effect on a Superconducting Quantum Processor [22.152087534616076]
非平衡量子多体系では、量子Mpemba効果(QME)が反直観現象として現れる。
超伝導プロセッサを用いたQMEの観測と制御について報告する。
本研究は、複数の制御可能なパラメータを持つ超伝導体上でのフレキシブルQME変調の最初の実演である。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-08-11T07:35:26Z) - Kubo-Martin-Schwinger relation for energy eigenstates of SU(2)-symmetric quantum many-body systems [41.94295877935867]
非アベリア対称性が従来の熱力学を変化させる可能性があることを示す。
この研究は非平衡物理学に拡張し、非アベリア対称性が従来の熱力学をどのように変化させるかを特定するのに役立つ。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-09T19:46:47Z) - Quantum Strong-to-Weak Spontaneous Symmetry Breaking in Decohered One Dimensional Critical States [4.603658293365577]
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。
局所的な強対称性保存デコヒーレンスの下で XXZ 臨界スピン鎖の大域的な位相図を写像する。
我々の統一理論フレームワークは、一次元量子システムの幅広いクラスに適用できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-18T12:59:17Z) - Collective quantum enhancement in critical quantum sensing [37.69303106863453]
臨界量子センシング(CQS)プロトコルは有限成分相転移を用いて実現することができる。
パラメトリック結合型臨界共振器の連鎖を用いて、多部CQSプロトコルにおいて、集合的な量子優位性を実現することができることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-25T14:08:39Z) - Quantum steering ellipsoids and quantum obesity in critical systems [0.0]
量子肥満(Quantum obesity, QO)は、量子相関の量子化に使用される新しい関数である。
量子相転移のシグネチャを観測するためのQOは基本量であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-19T19:14:08Z) - Quantum Fisher Information for Different States and Processes in Quantum
Chaotic Systems [77.34726150561087]
エネルギー固有状態と熱密度行列の両方について量子フィッシャー情報(QFI)を計算する。
局所的なユニタリ変換の結果と比較した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-04T09:28:19Z) - Metrological detection of multipartite entanglement through dynamical
symmetries [0.0]
量子フィッシャー情報(QFI)を特徴とするマルチパーティ・エンタングルメントは、量子エンハンスド・メトロジーにおいて中心的な役割を果たす。
熱ギブズ状態のQFIに動的対称性の点で厳密な下界を与える。
この結果から, 平衡系における多粒子交絡およびその他の一般化された分散を検出する新たな視点が明らかになった。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-02T16:18:37Z) - Universality of critical dynamics with finite entanglement [68.8204255655161]
臨界近傍の量子系の低エネルギー力学が有限絡みによってどのように変化するかを研究する。
その結果、時間依存的臨界現象における絡み合いによる正確な役割が確立された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-23T19:23:54Z) - Stability and quasi-Periodicity of Many-Body Localized Dynamics [0.0]
多体局在(Multi-Body Localization、MBL)は、不規則鎖内の相互作用粒子が熱分解に失敗する現象である。
本稿では,不規則なハイゼンベルク連鎖におけるサブシステムの絡み合い進化における準周期的ダイナミクスを通して,MBLを同定する。
以上の結果から, 十分に強い障害の体制下では, 個々のサブシステムの絡み合い進化は熱力学的限界において準周期的のままであることが明らかとなった。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-26T22:50:04Z) - Quantum Non-equilibrium Many-Body Spin-Photon Systems [91.3755431537592]
論文は、非平衡状態における強相関量子系の量子力学に関するものである。
本研究の主な成果は, 臨界ダイナミクスのシグナチャ, 超ストロング結合のテストベッドとしての駆動ディックモデル, キブルズルーク機構の3つにまとめることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-23T19:05:56Z) - Quantum Statistical Complexity Measure as a Signalling of Correlation
Transitions [55.41644538483948]
本稿では, 量子情報理論の文脈において, 統計的複雑性尺度の量子バージョンを導入し, 量子次数-次数遷移のシグナル伝達関数として利用する。
我々はこの測度を2つの正確に解けるハミルトンモデル、すなわち1D$量子イジングモデルとハイゼンベルクXXZスピン-1/2$チェーンに適用する。
また、考察されたモデルに対して、この測度を1量子および2量子の還元状態に対して計算し、その挙動を有限系のサイズと熱力学的限界に対して解析する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-02-05T00:45:21Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。