論文の概要: Fast Hubbard-Thouless Pumping with Local Counterdiabatic Driving

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.26786v1
• Date: Mon, 19 Oct 2026 17:37:29 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-23 01:23:28.879308
• Title: Fast Hubbard-Thouless Pumping with Local Counterdiabatic Driving
• Title（参考訳）: 局所的除圧駆動による高速ハバードトレスポンプ
• Abstract要約: ライス・ミールモデルにおけるThouless pumpingの障害について検討した。 相互作用しないフェルミオンに対しては、ポンプの正確なCD項は非局所的であるが、セルとポルコビニコフの変動の枠組みは正確な近傍近似をもたらす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 51.56484100374058
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Counterdiabatic (CD) driving suppresses the excitations of fast protocols by adding an auxiliary Hamiltonian, but in many-body and topological systems the exact CD term is generally non-local and multi-body. We study this obstruction for Thouless pumping in the Rice-Mele model, first without and then with interactions. For noninteracting fermions, the exact CD term of the pump is non-local, but the variational framework of Sels and Polkovnikov yields accurate nearest-neighbor approximations. For the spinful Rice-Mele chain with onsite and nearest-neighbor repulsion, in the regime where the competition of the two interactions stabilizes quantized pumping, this approach fails: the infinite-temperature variational action only penalizes the CD amplitudes, and the resulting two-parameter nearest-neighbor term does not prevent the pump from breaking down when the cycle time is reduced from $50/t$ to $2/t$. We trace the failure to the structure of the exact many-body gauge potential, whose amplitude for each hop depends on the interaction energy that the hop costs. Resolving the nearest-neighbor currents by this energy, and fixing the coefficients with a ground-state-weighted action, gives a local ansatz with 14 coefficients that keeps the interacting pump quantized for cycle times $T=2/t$ and $T=1/t$, with an accuracy per site that does not degrade between rings of 8 and 12 sites.
• Abstract（参考訳）: 逆ダイアバティック(CD)駆動は、補助ハミルトニアンを加えることで高速なプロトコルの励起を抑制するが、多体およびトポロジカルシステムでは、正確なCD項は一般に非局所かつ多体である。 本研究では,ライス・ミールモデルにおけるThouless pumpingの障害について検討した。 相互作用しないフェルミオンに対しては、ポンプの正確なCD項は非局所的であるが、セルとポルコビニコフの変動の枠組みは正確な近傍近似をもたらす。 2つの相互作用の競合が量子ポンピングを安定化させる体制では、無限温度の変動作用はCD振幅をペナル化するだけであり、結果としてサイクル時間が50/t$から2/t$に短縮された場合、2パラメータの近接項はポンプの破壊を妨げない。 我々は、ホップの振幅がホップのコストの相互作用エネルギーに依存する正確な多体ゲージポテンシャルの構造を辿った。 このエネルギーによって最も近い隣り合う電流を解消し、基底状態の重み付けされた作用で係数を固定し、14の係数で相互作用するポンプを周期時間$T=2/t$と$T=1/t$で量子化する局所アンザッツを与える。

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