論文の概要: Engineering non-ergodic properties in two dimensional quantum many-body systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.00635v1
- Date: Wed, 30 Sep 2026 19:36:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-03 01:19:23.732348
- Title: Engineering non-ergodic properties in two dimensional quantum many-body systems
- Title（参考訳）: 2次元量子多体系における工学的非エルゴード的性質
- Abstract要約: 非エルゴード量子多体力学は、平衡から遠く離れた永続量子コヒーレンスへの経路を提供する。
固有状態-ハミルトニアン構成法を用いて、可変非エルゴード特性を持つ2次元量子スピンハミルトニアンを体系的に設計する。
結果はハミルトン設計、ヒルベルト空間ネットワーク構造、創発的非エルゴード力学の直接的なリンクを確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Non-ergodic quantum many-body dynamics offers a route to persistent quantum coherence far from equilibrium, beyond the conventional expectations of thermalizing statistical mechanics. Most known examples have been identified through intuition, analogy, or numerical search, rather than by systematic Hamiltonian design. This leaves few general methods for engineering robust non-ergodic dynamics in disorder-free interacting quantum many-body systems, especially in higher dimensions where enhanced connectivity generally disfavors ergodicity breaking. Here, we use an eigenstate-to-Hamiltonian construction approach to systematically engineer two-dimensional quantum spin Hamiltonians with tunable non-ergodic properties. Starting from a common parent model and input eigenstate, we construct two target Hamiltonians on the square lattice that differ in their interaction geometry: axial versus diagonal. We show that the resulting interaction geometry and coupling pattern control the Hilbert-space structure and dynamics. The axial model forms a connected Hilbert-space network and exhibits an anisotropy-driven crossover from ergodic to non-ergodic behavior through the suppression of resonances. In contrast, the diagonal model exhibits Hilbert-space fragmentation and, within its largest irreducible sector, signatures of quantum many-body scar dynamics including towers of highly localized, low-entanglement eigenstates, and long-lived coherent revivals. These results establish a direct link between Hamiltonian design, Hilbert-space network structure, and emergent non-ergodic dynamics.
- Abstract（参考訳）: 非エルゴード量子多体力学は、従来の熱化統計力学の期待を超えて、平衡から遠く離れた永続量子コヒーレンスへの経路を提供する。
最も知られている例は、体系的なハミルトンの設計よりも直観、類推、数値探索によって同定されている。
このことは、無秩序な相互作用量子多体系における堅牢な非エルゴード力学、特に接続性の向上がエルゴード性破壊を嫌う高次元における工学的非エルゴード力学の一般的な方法を残している。
ここでは固有状態-ハミルトニアン構成法を用いて、可変非エルゴード特性を持つ二次元量子スピンハミルトニアンを体系的に設計する。
共通親モデルと入力固有状態から始めると、相互作用幾何学において異なる二乗格子上に2つのターゲットハミルトニアンを構成する:軸対対対角である。
得られた相互作用幾何学と結合パターンがヒルベルト空間の構造と力学を制御することを示す。
軸モデルは連結ヒルベルト空間ネットワークを形成し、共鳴の抑制を通じてエルゴードから非エルゴード的挙動への異方性駆動の交叉を示す。
対照的に、対角モデルはヒルベルト空間の断片化を示し、最大の既約セクターでは、高度に局所化された、低絡み合った固有状態の塔を含む量子多体スカーダイナミクスのシグネチャが長く持続する。
これらの結果はハミルトン設計、ヒルベルト空間ネットワーク構造、創発的非エルゴード力学の直接的なリンクを確立する。
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