論文の概要: Stabilization of Granovskii-Zhedanov scars of the XYZ quantum spin chain via non-Hermitian spin relaxation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.01254v1
• Date: Sun, 31 May 2026 14:18:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-02 21:34:29.477319
• Title: Stabilization of Granovskii-Zhedanov scars of the XYZ quantum spin chain via non-Hermitian spin relaxation
• Title（参考訳）: 非エルミタンスピン緩和によるXYZ量子スピン鎖のグラノフスキー-ゼダノフ散乱の安定化
• Authors: Dhiman Bhowmick,
• Abstract要約: Granovskii-Zhedanov(GZ)状態は、S >= 1 のスピン-S XYZ鎖の正確なスカー状態である。 一般摂動の存在下でのGZ状態の安定性とダイナミクスについて検討する。 有効非エルミートスピン緩和過程の包含は、GZ状態を大幅に安定化させることができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The Granovskii-Zhedanov (GZ) states are exact scar states of the spin-S XYZ chain for S >= 1. As a result, local quantum information encoded in a GZ state remains preserved under the unitary dynamics of the XYZ Hamiltonian; thus, these states evade thermalization and violate ergodicity despite the system being otherwise nonintegrable and chaotic. However, in realistic experimental settings, the realization of an ideal XYZ Hamiltonian is not possible, as perturbations are inevitable. These perturbations ultimately lead to the decay and thermalization of the GZ state. We study the stability and dynamics of GZ states in the presence of generic perturbations and propose physically realistic mechanisms to stabilize them. We show that the product structure of the GZ state allows its lifetime to be enhanced in the presence of an external helical magnetic field, which slows down thermalization but does not prevent it at long times. We further demonstrate that the inclusion of effective non-Hermitian spin relaxation processes can substantially stabilize the GZ states, leading to a nonequilibrium steady state with finite fidelity with GZ state. Such dissipative processes can naturally originate from mechanisms such as Purcell-enhanced spontaneous emission or spin-lattice relaxation in the presence of the helical magnetic field. Using infinite time-evolving block decimation and exact time evolution, we systematically analyze the dynamics and robustness of the GZ states in the perturbed non-Hermitian XYZ model. To connect with experimental platforms, we introduce a Hubbard model that maps onto the XYZ spin system and propose that ring-shaped optical lattices may provide a viable route for realizing and stabilizing GZ states. Finally, we present an equivalent Lindblad description of the effective non-Hermitian dynamics.
• Abstract（参考訳）: Granovskii-Zhedanov(GZ)状態は、S >= 1 のスピン-S XYZ鎖の正確なスカー状態である。 その結果、GZ状態に符号化された局所量子情報は、XYZハミルトニアンのユニタリ力学の下で保存され、したがってこれらの状態は熱化を回避し、非可積分でカオスであるにもかかわらずエルゴード性に反する。 しかし、現実的な実験環境では、摂動は避けられないので、理想XYZハミルトニアンの実現は不可能である。 これらの摂動は最終的にGZ状態の崩壊と熱化に繋がる。 一般摂動の存在下でのGZ状態の安定性とダイナミクスについて検討し,それらを安定化するための物理的に現実的なメカニズムを提案する。 GZ状態の生成物構造は、外部ヘリカル磁場の存在下で寿命を延長し、熱化を遅くするが、長時間は防止しないことを示す。 さらに、有効非エルミートスピン緩和過程の包含により、GZ状態は実質的に安定化し、GZ状態と有限の忠実度を持つ非平衡定常状態となることを実証する。 このような散逸過程は、ヘリカル磁場の存在下でのパーセルの自然放出やスピン格子緩和のような機構から自然に生じる。 無限の時間進化ブロックデミテーションと正確な時間進化を用いて、摂動非エルミートXYZモデルにおけるGZ状態の力学とロバスト性を体系的に解析する。 実験プラットフォームと接続するために、XYZスピン系にマッピングするHubbardモデルを導入し、リング状光学格子がGZ状態の実現と安定化のための実行可能な経路を提供するかもしれないことを提案する。 最後に、有効非エルミート力学のリンドブラッド記述を示す。

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