論文の概要: Pulse Engineering of Quantum Many-Body Dynamics: Emergent Scar States, Entanglement, and Nonstabilizerness

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.12559v1
• Date: Wed, 12 Aug 2026 19:51:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-14 18:29:38.318201
• Title: Pulse Engineering of Quantum Many-Body Dynamics: Emergent Scar States, Entanglement, and Nonstabilizerness
• Title（参考訳）: 量子多体ダイナミクスのパルス工学:創発的スカーステート、絡み合い、非安定化
• Abstract要約: パルス工学的手法を用いて、局所不純物を持つカオスハイゼンベルク鎖(XXX)とZXハミルトン鎖の間に連続的に補間する実効ハミルトニアンを構築する。 パルス工学は、原モデルのカオス的・非カオス的な構造を保ちながら、エンタングルメントと非安定化性の動的生成にはほとんど欠落していることを示す。 パルス工学は、構造された固有状態とチューナブル量子資源を持つ多体ハミルトニアンを生成するための汎用的なフレームワークとして確立されている。
• 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: Understanding and coherently controlling the properties of interacting quantum many-body systems is a central challenge in non-equilibrium quantum physics. While in the past decades, a wide range of many-body Hamiltonians have been introduced to study quantum chaos, atypical eigenstates, and quantum resources, systematically engineering and continuously tuning these properties within a single microscopic model remains largely unexplored. Here, we employ a pulse engineering scheme to construct an effective Hamiltonian that continuously interpolates between a chaotic Heisenberg (XXX) chain with a local impurity and the ZX Hamiltonian. Along this interpolation, we identify several families of analytically tractable atypical eigenstates embedded in the excited-state spectrum with distinct entanglement and nonstabilizerness properties. In the XXX limit, these states exhibit exact plateaus in both entanglement and stabilizer Rényi entropy and correspond to coherent superpositions of long-range valence-bond solid (VBS) states. As the pulse strength increases, the effective Hamiltonians exhibit a hierarchy of new set of approximate entanglement plateaus in the low-energy spectrum. Interestingly, in the fully pulse-engineered ZX limit, we uncover a distinct pair of long-range entangled stabilizer eigenstates, corresponding to rainbow scar states. We further show that pulse engineering preserves the distinct chaotic and non-chaotic regimes of the original model, while that is largely absent in the dynamical generation of entanglement and nonstabilizerness. The pulse-engineered models generate nearly identical quantum resources in both regimes, revealing a partial decoupling between quantum chaos and quantum-resource generation. Our results establish pulse engineering as a versatile framework for generating many-body Hamiltonians with structured eigenstates and tunable quantum resources.
• Abstract（参考訳）: 相互作用する量子多体系の性質を理解し、コヒーレントに制御することは、非平衡量子物理学における中心的な課題である。 過去数十年間、量子カオス、非典型的固有状態、および量子資源を研究するために、多くの多くのボディ・ハミルトンが導入されたが、これらの特性を体系的に設計し、単一の顕微鏡モデル内で継続的に調整することは、ほとんど未解明のままである。 ここではパルス工学的手法を用いて、局所不純物を持つカオスハイゼンベルク鎖(XXX)とZXハミルトン鎖の間に連続的に補間する実効ハミルトニアンを構築する。 この補間に沿って、励起状態スペクトルに埋め込まれた解析的に抽出可能な非定型固有状態のいくつかの族を、異なる絡み合いと非安定化性の性質で同定する。 XXX極限では、これらの状態は絡み合いと安定なレニーエントロピーの両方において正確なプラトーを示し、長距離価結合固体(VBS)のコヒーレント重ね合わせに対応する。 パルス強度が増加するにつれて、実効ハミルトニアンは低エネルギースペクトルにおける近似絡み合いプラトーの新しい集合の階層を示す。 興味深いことに、完全パルス駆動のZX限界では、虹の傷の状態に対応する、長距離の絡み合った安定状態のペアが明らかになる。 さらに、パルス工学は原モデルのカオス的・非カオス的な構造を保ちつつも、絡み合いと非安定化性の動的生成にはほとんど欠如していることが示される。 パルス工学モデルでは、両方の状態においてほぼ同一の量子資源を生成し、量子カオスと量子リソース生成の間の部分的な疎結合を明らかにする。 パルス工学は、構造された固有状態とチューナブル量子資源を持つ多体ハミルトニアンを生成するための汎用的なフレームワークとして確立されている。

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