論文の概要: Quasi-adiabatic thermal ensemble preparation in the thermodynamic limit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.13555v1
• Date: Wed, 15 Oct 2025 13:53:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-16 20:13:28.689078
• Title: Quasi-adiabatic thermal ensemble preparation in the thermodynamic limit
• Title（参考訳）: 熱力学限界における準断熱アンサンブルの調製
• Authors: Tatsuhiko Shirai,
• Abstract要約: 熱力学限界における有限温度アンサンブルを調製するための準断熱過程について検討した。 我々は、この過程を変換不変な非可積分スピン鎖と可積分スピン鎖の両方で解析する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.0305676256390934
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate a quasi-adiabatic thermal process for preparing finite-temperature ensembles in the thermodynamic limit. The process gradually transforms a thermal ensemble of a noninteracting system into that of an interacting system of interest over a finite operation time, with the temperature controlled by parameters associated with the entropy of the initial state. We analyze this process in both nonintegrable and integrable spin chains with translational invariance. For the nonintegrable case, numerical simulations show that the thermal properties of local observables are accurately reproduced with a single parameter in the high temperature regime, although the operation time increases exponentially with precision. In contrast, for the integrable transverse-field Ising model, we analytically show that an extensive number of parameters tied to local conserved quantities is generally necessary, and that the operation time increases linearly with system size, diverging in the thermodynamic limit. These results clarify the potential and limitations of the quasi-adiabatic thermal process for an ensemble preparation and highlight the role of integrability in determining its efficiency.
• Abstract（参考訳）: 熱力学限界における有限温度アンサンブルを調製するための準断熱過程について検討した。 このプロセスは、非相互作用系の熱アンサンブルを、初期状態のエントロピーに関連するパラメータによって制御された温度で、有限操作時間で相互作用する関心系の熱アンサンブルに徐々に変換する。 我々は、この過程を変換不変な非可積分スピン鎖と可積分スピン鎖の両方で解析する。 非可積分の場合, 数値シミュレーションにより, 局所可観測体の熱特性は高温条件下で1つのパラメータで正確に再現されるが, 演算時間は指数関数的に精度良く増大することを示した。 一方, 積分可能逆場イジングモデルでは, 局所保存量に結びつくパラメータが多岐にわたって必要であり, 演算時間はシステムサイズとともに線形に増加し, 熱力学的限界にばらつきがあることを解析的に示す。 これらの結果は,アンサンブル調製のための準断熱プロセスの可能性と限界を明らかにし,その効率を決定する上での可積分性の役割を強調した。

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