論文の概要: Quantum Mpemba effect in Local Gauge Symmetry Restoration

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.15223v1
• Date: Wed, 17 Dec 2025 09:22:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-18 17:06:26.915895
• Title: Quantum Mpemba effect in Local Gauge Symmetry Restoration
• Title（参考訳）: 局所ゲージ対称性回復における量子ムペンバ効果
• Authors: Hao-Yue Qi, Wei Zheng,
• Abstract要約: 大規模局所ゲージ対称性を持つゲージ理論における量子Mpemba効果(QME)について検討する。 我々の研究は、局所ゲージ対称性においても量子ムペンバ効果の一般性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.450401779217817
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Understanding relaxation in isolated quantum many-body systems remains a central challenge. Recently, the quantum Mpemba effect (QME), a counterintuitive relaxation phenomenon, has attracted considerable attention and has been extensively studied in systems with global symmetries. Here, we study the QME in gauge theories with massive local gauge symmetries. In the lattice Schwinger model, we demonstrate that the gauge structure of the reduced density matrix of a subsystem is entirely determined by the initial state and remain unchanged during the time evolution. We then investigate whether gauge symmetry can be dynamically restored following a symmetric quench. Analytical and numerical results show that when the Maxwell term is zero, gauge symmetry restoration fails due to the emergence of a peculiar conservation law. However, for any finite Maxwell term, subsystem gauge symmetry is restored in the thermodynamic limit. Based on these results, we systematically construct a families of initial states exhibiting the QME. We further explore the QME in the quantum link model-a truncated lattice Schwinger model, which has been realized in experiments. Moreover, we propose an experimentally accessible order parameter that correctly captures the QME. Our work demonstrates the generality of the quantum Mpemba effect even in the local gauge symmetries, and are directly relevant to ongoing quantum simulation experiments of gauge theories.
• Abstract（参考訳）: 孤立量子多体系における緩和を理解することは、依然として中心的な課題である。 近年、反直観的緩和現象である量子Mpemba効果(QME)が注目され、グローバル対称性を持つシステムで広く研究されている。 本稿では,大規模局所ゲージ対称性を持つゲージ理論におけるQMEについて検討する。 格子シュウィンガーモデルでは、サブシステムの還元密度行列のゲージ構造が初期状態によって完全に決定され、時間発展の間に変化しないことを示す。 次に、対称クエンチに従ってゲージ対称性を動的に復元できるかどうかを検討する。 解析的および数値的な結果は、マクスウェル項が 0 であるとき、特異な保存則の出現によりゲージ対称性の復元が失敗することを示している。 しかし、任意の有限のマクスウェル項に対して、サブシステムゲージ対称性は熱力学の極限で復元される。 これらの結果に基づいて、QMEを示す初期状態のファミリーを体系的に構築する。 量子リンクモデルにおけるQMEをさらに探求し,実験で実現した格子シュウィンガーモデルについて検討する。 さらに,QMEを正しくキャプチャする実験的な順序パラメータを提案する。 我々の研究は、局所ゲージ対称性においても量子ムペンバ効果の一般性を示し、ゲージ理論の量子シミュレーション実験に直接関係している。

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