論文の概要: Universal scaling of finite-temperature quantum adiabaticity in driven many-body systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.01943v1
• Date: Mon, 02 Feb 2026 10:45:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-03 19:28:34.090438
• Title: Universal scaling of finite-temperature quantum adiabaticity in driven many-body systems
• Title（参考訳）: 駆動多体系における有限温度量子断熱性の普遍的スケーリング
• Authors: Li-Ying Chou, Jyong-Hao Chen,
• Abstract要約: 閉多体系における有限温度断熱性の基準を開発する。 我々は混合状態の量子速度制限と混合状態の量子密度の感受性を組み合わせることで、混合状態間のヒルベルト・シュミットの忠実度に厳密な境界を導出する。 本結果は,閉多体系における有限温度断熱性に関する実用的,大半モデルに依存しない基準を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Establishing quantitative adiabaticity criteria at finite temperature remains substantially less developed than in the pure-state setting, despite the fact that realistic quantum systems are never at absolute zero. Here we derive rigorous bounds on the Hilbert-Schmidt fidelity between mixed states by combining a mixed-state quantum speed limit with mixed-state fidelity susceptibility within the Liouville space formulation of quantum mechanics. Applied to protocols that drive an initial Gibbs state toward a quasi-Gibbs target, these bounds yield an explicit threshold driving rate for the onset of nonadiabaticity. For a broad class of local Hamiltonians in gapped phases, we show that, in the thermodynamic limit, the threshold factorizes into two factors: a system-size contribution that recovers the zero-temperature scaling and a universal temperature-dependent factor. The latter is exponentially close to unity at low temperature, whereas at high temperature it increases linearly with temperature. We verify the predicted scaling in several spin-1/2 chains by obtaining closed-form expressions for the threshold driving rate. Our results provide practical and largely model-independent criteria for finite-temperature adiabaticity in closed many-body systems.
• Abstract（参考訳）: 有限温度での定量的な断熱基準の確立は、現実的な量子系が絶対零度にはならないという事実にもかかわらず、純粋な状態設定よりも著しく発展しないままである。 ここでは、混合状態の量子速度限界と、リウヴィル空間の量子力学の定式化における混合状態のフィリティ感受性を組み合わせることで、混合状態間のヒルベルト-シュミットの忠実度に厳密な境界を導出する。 初期ギブズ状態を準ギブズ目標に向けて駆動するプロトコルに適用すると、これらの境界は非断熱性の開始に対する明示的なしきい値駆動率が得られる。 熱力学の限界では、0温度スケールを回復するシステムサイズの寄与と、普遍的な温度依存性因子の2つに分解される。 後者は低温では指数関数的に一様に近いが、高温では温度とともに直線的に増加する。 しきい値駆動率のクローズドフォーム式を得ることにより,いくつかのスピン-1/2チェーンにおける予測スケーリングを検証する。 本結果は,閉多体系における有限温度断熱性に関する実用的,大半モデルに依存しない基準を提供する。

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