論文の概要: Quantum Complexity in Constrained Many-Body Models: Scars, Fragmentation, and Chaos

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.16570v1
• Date: Sat, 18 Oct 2025 16:37:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-25 00:56:39.043299
• Title: Quantum Complexity in Constrained Many-Body Models: Scars, Fragmentation, and Chaos
• Title（参考訳）: 拘束多体モデルにおける量子複雑性:スカー、フラグメンテーション、カオス
• Authors: Arkaprava Sil, Sudipto Singha Roy,
• Abstract要約: 量子多体系の運動的制約は、初期条件の選択に強く依存する量子状態を引き起こす。 我々は、有名な量子ライフゲームを含む、運動的に制約されたモデルのファミリーについて研究する。 これらのモデルは、ヒルベルト空間の断片化と量子多体散乱状態をサポートしながら、頑健なカオス挙動を示す。
• 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: Kinetic constraints in quantum many-body systems give rise to quantum states, whose behavior strongly depends on the choice of initial conditions. In recent years, these systems have drawn increasing interest because they provide insight into the mechanisms of thermalization and the situations where it can fail. In this work, we study a family of kinetically constrained models, including the celebrated Quantum Game of Life, from the perspective of quantum complexity, with a focus on entanglement, nonstabilizerness, and signatures of quantum chaos. By applying spectral diagnostics such as level statistics and spectral form factors, we demonstrate that these models show robust chaotic behavior while also supporting Hilbert space fragmentation and quantum many-body scar states. Remarkably, we find that even certain symmetry-resolved fragmented sectors can themselves host scarred eigenstates, highlighting the unexpected coexistence of chaos, scars, and fragmentation within the same family of Hamiltonians. To better understand these fragmented subspaces, we further characterize them using their quantum resource generation ability. In particular, we demonstrate that characterization of entanglement and the ability to generate nonstabilizerness can be instrumental in distinguishing different dynamically disconnected sectors.
• Abstract（参考訳）: 量子多体系の運動的制約は、初期条件の選択に強く依存する量子状態を引き起こす。 近年、これらのシステムは熱化のメカニズムと、それが失敗する可能性のある状況についての洞察を提供するため、関心が高まりつつある。 本研究では,量子複雑性の観点から,量子カオスのエンタングルメント,非安定化性,および量子カオスのシグネチャに着目した,有名な量子ゲーム・オブ・ライフ(Quantum Game of Life)を含む,運動的に制約されたモデルのファミリーを研究する。 レベル統計やスペクトル形状因子などのスペクトル診断を適用することで、ヒルベルト空間の断片化と量子多体散乱状態をサポートしながら、これらのモデルが頑健なカオス挙動を示すことを示した。 注目すべきことに、ある対称性で解決された断片化されたセクターでさえ、自分自身が傷ついた固有状態をホストすることができ、ハミルトニアンの同じ家系におけるカオス、傷、断片化の予期せぬ共存を強調できる。 これらの断片化された部分空間をよりよく理解するために、これらの部分空間を量子リソース生成能力を用いてさらに特徴付ける。 特に, 動的に非連結なセクターを区別する上で, 絡み合いの特性と非安定化性の生成能力が有効であることを示す。

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