論文の概要: Quantum Fisher Information as a Probe of Critical Scaling in Frustrated Magnets: Signatures from Kagome Quantum Spin Liquid

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.19951v1
• Date: Fri, 20 Mar 2026 13:54:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 19:48:39.157386
• Title: Quantum Fisher Information as a Probe of Critical Scaling in Frustrated Magnets: Signatures from Kagome Quantum Spin Liquid
• Title（参考訳）: フラストレーションマグネットの臨界スケーリングのプローブとしての量子フィッシャー情報:かごめ量子スピン液体からのシグナチャ
• Authors: Zhengbang Zhou, Chengkang Zhou, Menghan Song, Yong Baek Kim, Zi Yang Meng,
• Abstract要約: 量子フィッシャー情報(Quantum Fisher information, QFI)は、量子磁石上の非弾性中性子散乱データから得られる多部量子絡み合いの尺度である。 我々はQFIが従来の量子臨界点(QCP)と分数化と創発ゲージ構造を区別できることを実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6977547772245161
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum Fisher information (QFI) is a measure of multipartite quantum entanglement that can be obtained from inelastic neutron scattering data on quantum magnets. In this work, we demonstrate that the QFI can distinguish an unconventional quantum critical point (QCP) with fractionalization and emergent gauge structure from conventional ones within the Landau paradigm. We compute the QFI, via large-scale quantum Monte Carlo (QMC) simulations and exact diagonalization, in a kagome lattice quantum spin liquid (QSL) model with an XY and a cluster-Ising interactions. When the XY interaction is ferromagetic, the QFI obtained by QMC reveals a large anomalous dimension, which is a fingerprint of the (2+1)d XY$^\ast$ universality class for the transition from the ferromagnetic phase to the $\mathbb{Z}_2$ QSL. The investigation of thermal and dynamical properties of QFI is further extended to the case of antiferromagnetic XY interaction via exact diagonalization. In this regime, a transition to a possibly distinct QSL phase is suggested via both entanglement-based probes, such as QFI and genuine multipartite negativity, and analyses of the energy spectrum and structure factors. These results not only demonstrate the versatility of QFI in identifying QSL states and unconventional QCPs but also provide useful guidance for future theoretical and experimental studies of frustrated magnets.
• Abstract（参考訳）: 量子フィッシャー情報(Quantum Fisher information, QFI)は、量子磁石上の非弾性中性子散乱データから得られる多部量子絡み合いの尺度である。 本研究では,QFIが従来のランダウパラダイムの量子臨界点(QCP)と分数化と創発ゲージ構造を区別できることを実証する。 大規模量子モンテカルロ(QMC)シミュレーションと正確な対角化によるQFIを,XYとクラスタ-イジング相互作用を持つカゴメ格子量子スピン液体(QSL)モデルで計算する。 XY相互作用が強磁性的であるとき、QMCによって得られたQFIは、強磁性相から$\mathbb{Z}_2$ QSLへの移行のための (2+1)d XY$^\ast$ Universality classの指紋である大きな異常次元を明らかにする。 QFIの熱的および動的性質の研究は、正確な対角化によって反強磁性XY相互作用の場合にさらに拡張される。 この状態においては、QFIのような絡み合いに基づくプローブと真のマルチパーティライト負性率、およびエネルギースペクトルと構造因子の解析により、おそらく異なるQSL相への遷移が提案される。 これらの結果はQSL状態と非定常QCPの同定におけるQFIの汎用性を示すだけでなく、フラストレーション磁石の将来の理論的および実験的研究に有用なガイダンスを提供する。

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