論文の概要: Twist-controlled imaginary-time Mpemba effect in quantum spin systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.35784v1
- Date: Mon, 26 Oct 2026 17:24:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-29 17:59:34.328998
- Title: Twist-controlled imaginary-time Mpemba effect in quantum spin systems
- Title（参考訳）: 量子スピン系におけるツイスト制御された想像時間Mpemba効果
- Abstract要約: 我々は、量子スピン系における制御可能な想像時間Mpemba効果を構築する。
この特徴は、異常緩和の唯一のドライバとしてスペクトル重みの再分配を明白に分離する。
これらの逆転に対する正確な解析的交差時間を導出し、遅滞人口の再導入がITMEを体系的に遅延させることを実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.848481893131956
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We construct a controllable imaginary-time Mpemba effect in quantum spin systems using spatially modulated local rotations without changing initial bipartite entanglement spectra and correlation magnitudes. This feature unambiguously isolates the redistribution of spectral weights as the sole driver of the anomalous relaxation. Using the compact-boson description, we reveal that these twists act as precise mode selectors: higher-harmonic twists exclusively populate high-energy standing waves, structurally bypassing slow-decaying infrared modes to accelerate convergence. We derive exact analytical crossing times for these reversals and demonstrate that intentionally reintroducing the slow-mode population systematically delays the ITME. This exact mechanism is validated beyond the fixed-point theory via calculations on interacting XXZ chains and ladders. Furthermore, a twelve-qubit simulation of variational quantum imaginary-time evolution reproduces the reversals and their controlled delay, providing a concrete route to realize this protocol in realistic quantum circuits. Ultimately, these results provide a strictly controllable and exact starting point for realizing and investigating the imaginary-time Mpemba effect, establishing a foundational paradigm to harness anomalous non-equilibrium relaxation in quantum ground-state preparations.
- Abstract（参考訳）: 空間変調局所回転を用いた量子スピン系における制御可能な仮想時間Mpemba効果を、初期二部共役スペクトルと相関度を変化させることなく構築する。
この特徴は、異常緩和の唯一のドライバとしてスペクトル重みの再分配を明白に分離する。
高調波は高エネルギー定常波のみを発生させ、構造的には緩やかな遅延赤外モードをバイパスして収束を加速する。
これらの逆転に対する正確な解析的交差時間を導出し、遅滞人口の再導入がITMEを体系的に遅延させることを実証する。
この正確なメカニズムは、相互作用するXXZ鎖とはしごの計算を通じて、不動点理論を超えて検証される。
さらに、変分量子想像時間進化の12量子ビットシミュレーションは、逆転とその制御遅延を再現し、現実的な量子回路においてこのプロトコルを実現するための具体的な経路を提供する。
最終的に、これらの結果は、量子基底状態の準備において異常な非平衡緩和を利用するための基礎パラダイムを確立し、想像時間Mpemba効果を実現し、調査するための厳密な制御可能な正確な出発点を提供する。
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