論文の概要: Integrability Breaking and Coherent Dynamics in Hermitian and Non-Hermitian Spin Chains with Long-Range Coupling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.14065v1
• Date: Tue, 16 Dec 2025 04:07:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-17 16:49:26.580221
• Title: Integrability Breaking and Coherent Dynamics in Hermitian and Non-Hermitian Spin Chains with Long-Range Coupling
• Title（参考訳）: 長距離結合を有するヘミチアンおよび非ヘミチアンスピン鎖の積分性破壊とコヒーレントダイナミクス
• Authors: Y. S. Liu, X. Z. Zhang,
• Abstract要約: 我々は、長距離および非エルミート効果が量子エルゴード性を再形成する普遍的なメカニズムを見つける。 我々の発見は、複雑な多体系における量子コヒーレンスを保存するための新しい経路を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Unraveling the mechanisms of ergodicity breaking in complex quantum systems is a central pursuit in nonequilibrium physics. In this work, we investigate a one-dimensional spin model featuring a tunable long-range hopping term, $H_{n}$, which introduces nonlocal interactions and bridges the gap between Hermitian and non-Hermitian regimes. Through a systematic analysis of level-spacing statistics, Krylov complexity, and entanglement entropy, we demonstrate that $H_{n}$ acts as a universal control parameter driving the transition from integrability to quantum chaos. Specifically, increasing the strength of $H_{n}$ induces a crossover from Poissonian to Gaussian Orthogonal Ensemble statistics in the Hermitian limit, and similarly triggers chaotic dynamics in the non-Hermitian case. Most remarkably, despite the onset of global chaos, we identify a tower of exact nonthermal eigenstates that evade thermalization. These states survive as robust quantum many-body scars, retaining low entanglement and coherent dynamics even under strong non-Hermitian perturbations. Our findings reveal a universal mechanism by which long-range and non-Hermitian effects reshape quantum ergodicity, offering new pathways for preserving quantum coherence in complex many-body systems.
• Abstract（参考訳）: 複雑な量子系におけるエルゴード性破壊のメカニズムを明らかにすることは、非平衡物理学における中心的な追求である。 本研究では,非局所的相互作用を導入し,エルミート系と非エルミート系の間のギャップを埋める,可変長距離ホッピング項である$H_{n}$を特徴とする一次元スピンモデルについて検討する。 レベルスポーキング統計学、クリロフ複雑性、絡み合いエントロピーの体系的な解析を通じて、$H_{n}$が積分可能性から量子カオスへの遷移を駆動する普遍的な制御パラメータとして機能することを示した。 具体的には、$H_{n}$の強みを増すと、エルミート極限におけるポアソニアンからガウス直交アンサンブル統計量への交叉が生じ、同様に非エルミートの場合のカオス力学が引き起こされる。 最も顕著なことに、大局的なカオスの開始にもかかわらず、熱化を避けるための正確な非熱的固有状態の塔を特定できる。 これらの状態は、強い非エルミート摂動の下でも低い絡み合いとコヒーレントなダイナミクスを保持する、堅牢な量子多体傷として生き残る。 この結果から,長距離および非エルミート効果が量子エルゴード性を再形成し,複雑な多体系における量子コヒーレンスを維持するための新たな経路を提供する普遍的なメカニズムが明らかとなった。

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