論文の概要: Distinct Types of Parent Hamiltonians for Quantum States: Insights from the $W$ State as a Quantum Many-Body Scar

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.24713v1
• Date: Tue, 28 Oct 2025 17:59:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-29 15:35:37.336636
• Title: Distinct Types of Parent Hamiltonians for Quantum States: Insights from the $W$ State as a Quantum Many-Body Scar
• Title（参考訳）: 量子状態に対する親ハミルトンの固有型:量子多体スカーとしての$W$状態からの考察
• Authors: Lei Gioia, Sanjay Moudgalya, Olexei I. Motrunich,
• Abstract要約: 簡単な量子状態を考え、これらの状態が正確な固有状態である地元のハミルトン状態を調べる。 これらの状態はしばしば、それぞれの親ハミルトニアンの量子多体スカー(QMBS)に対応する。 より一般的な結果は、製品状態のような単一の型が存在する単純な量子状態や、短距離の絡み合った状態に対して、すぐに結果が得られる親ハミルトン型に導かれる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The construction of parent Hamiltonians that possess a given state as their ground state is a well-studied problem. In this work, we generalize this notion by considering simple quantum states and examining the local Hamiltonians that have these states as exact eigenstates.These states often correspond to Quantum Many-Body Scars (QMBS) of their respective parent Hamiltonians.Motivated by earlier works on Hamiltonians with QMBS, in this work we formalize the differences between three distinct types of parent Hamiltonians, which differ in their decompositions into strictly local terms with the same eigenstates. We illustrate this classification using the $W$ state as the primary example, for which we rigorously derive the complete set of local parent Hamiltonians, which also allows us to establish general results such as the existence of asymptotic QMBS, and distinct dynamical signatures associated with the different parent Hamiltonian types. Finally, we derive more general results on the parent Hamiltonian types that allow us to obtain some immediate results for simple quantum states such as product states, where only a single type exists, and for short-range-entangled states, for which we identify constraints on the admissible types. Altogether, our work opens the door to classifying the rich structures and dynamical properties of parent Hamiltonians that arise from the interplay between locality and QMBS.
• Abstract（参考訳）: 基底状態として与えられた状態を持つ親ハミルトニアンの構成は、よく研究されている問題である。 それらの状態は、それぞれの親ハミルトニアンの量子多体スカー(Quantum Many-Body Scars, QMBS)に対応し、QMBSとハミルトンの初期の研究によって動機づけられたこの研究では、3つの異なる種類の親ハミルトニアンの差異を形式化し、それらの分解が同じ固有状態を持つ厳密な局所的な用語に分解される。 ここでは、局所的親ハミルトニアン全体の集合を厳格に導出し、漸近的QMBSの存在や異なる親ハミルトニアン型に関連する異なる動的シグネチャなどの一般的な結果を確立することができる。 最後に、製品状態のような単一の型が存在する単純な量子状態や、許容型に関する制約を識別する短距離絡み状態に対して、いくつかの即時結果を得ることができる親ハミルトン型についてより一般的な結果を得る。 さらに、我々の研究は、局所性とQMBSの相互作用から生じる親ハミルトニアンの豊かな構造と動的性質を分類する扉を開く。

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