論文の概要: Tuning between collective dynamics and scrambling through initial-state symmetry alignment in long-range spin models
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.28462v1
- Date: Tue, 20 Oct 2026 16:15:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-21 21:58:47.916445
- Title: Tuning between collective dynamics and scrambling through initial-state symmetry alignment in long-range spin models
- Title（参考訳）: 長距離スピンモデルにおける集団動力学と初期状態対称性アライメントによる揺らぎの調整
- Abstract要約: 多体量子系における長距離相互作用は、幅広い力学現象を引き起こす。
両レジームが単一の決定論的、翻訳不変なXYスピンモデル内に出現するシナリオについて検討する。
両部間絡み合いと多部間絡み合いの両部間絡み合いが示すように, ダイナミクスが集団から揺らぎへと変化することを示す。
- 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: Long-range interactions in many-body quantum systems give rise to a wide range of dynamical phenomena, from collective dynamics well described by integrable mean-field models with symmetric all-to-all couplings, to fast scrambling of quantum information from disordered long-range interactions. Here, we investigate scenarios in which both regimes emerge within a single deterministic, translation-invariant XY spin model with long-range couplings. We consider a sparse powers-of-two (PWR2) graph, where each spin interacts with a logarithmic number of neighbors, and a power-law-decaying model. By altering the initial state via local perturbations on a completely symmetric state, we show that the dynamics changes from collective to scrambling as witnessed by bipartite and multipartite entanglement measures. We characterize this collective-to-scrambling crossover using Lyapunov exponents in the semiclassical regime, and show that the spectral properties of the coupling graph adjacency matrix provide a very efficient tool to predict the onset of fast scrambling. Our results offer a unified framework for controlling the switch between collective and scrambling dynamics in a setup accessible in experiments with neutral atoms in cavities or in tweezer arrays.
- Abstract（参考訳）: 多体量子系の長距離相互作用は、対称的な全対全結合を持つ可積分平均場モデルによってよく説明される集合力学から、乱れた長距離相互作用から量子情報の高速なスクランブルまで、幅広い力学現象を引き起こす。
本稿では, 長距離結合を持つ単一決定論的, 翻訳不変なXYスピンモデル内に, 両者が出現するシナリオについて検討する。
我々は、各スピンが隣人の対数的な数と相互作用するスパース・パワー・オブ・ツー(PWR2)グラフと、パワー・ロー・デケイイング・モデルを考える。
完全に対称な状態の局所摂動によって初期状態を変化させることで、二分法と多分法による絡み合いが観察されるように、ダイナミクスが集団から揺らぎへと変化することを示す。
半古典的状態におけるリアプノフ指数を用いたこの集団間クロスオーバーを特徴付け、結合グラフ隣接行列のスペクトル特性が高速なスクランブルの開始を予測するための非常に効率的なツールであることを示す。
この結果から,中性原子を用いたキャビティやツイーザーアレイを用いた実験において,集合力学とスクランブル力学の切り替えを制御できる統一的な枠組みが得られた。
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