Logotipo de Zephyrnet

Crecimiento logarítmico de la entropía local y correlaciones totales en dinámicas localizadas de muchos cuerpos.

Fecha:

fabio anza1, francesca pietracaprina2y Juan Goold3

1Centro de Ciencias de Complejidad, Departamento de Física, Universidad de California en Davis, One Shields Avenue, Davis, CA 95616
2Laboratoire de Physique Théorique, IRSAMC, Université de Toulouse, CNRS, UPS, Francia
3Escuela de Física, Trinity College Dublin, College Green, Dublin 2, Irlanda

¿Encuentra este documento interesante o quiere discutirlo? Scite o deje un comentario en SciRate.

Resumen

La característica que caracteriza una fase localizada de muchos cuerpos es la existencia de un extenso conjunto de cantidades conservadas cuasi-locales con un soporte exponencialmente localizado. Esta estructura dota al sistema de la firma logarítmica en el crecimiento del enredo en el tiempo entre particiones espaciales. Esta característica diferencia la fase de la localización de Anderson, en un modelo que no interactúa. La medición experimental del enredo entre grandes particiones de un sistema interactivo de muchos cuerpos requiere mediciones altamente no locales que actualmente están fuera del alcance de la tecnología experimental. En este trabajo demostramos que la estructura definitoria de la localización de muchos cuerpos puede detectarse mediante la dinámica de una cantidad simple a partir de información cuántica conocida como las correlaciones totales que está conectada a las entropías locales. Central para nuestro hallazgo es la necesidad de propagar estados iniciales específicos, extraídos de la base imparcial hamiltoniana (HUB). La dinámica de las entropías locales y las correlaciones totales requiere solo mediciones locales en el espacio y, por lo tanto, es potencialmente accesible de forma experimental en una variedad de plataformas.

Los fenómenos de localización en sistemas cuánticos interactivos han recibido recientemente mucha atención de la comunidad científica, tanto por su interés teórico como por sus posibles aplicaciones tecnológicas. A pesar de eso, todavía nos falta una evidencia experimental directa de su característica más importante: el crecimiento logarítmico en tiempo de enredos entre sus componentes. En este trabajo mostramos cómo se puede superar este problema: una elección inteligente de estados iniciales garantiza que las mediciones locales sean suficientes para revelar experimentalmente esta característica fascinante.

► datos BibTeX

► referencias

[ 1 ] Dmitry A Abanin y Zlatko Papić. Avances recientes en la localización de muchos cuerpos. Ana. Phys., 529 (7): 1700169, julio de 2017. ISSN 00033804. 10.1002 / yp.201700169.
https: / / doi.org/ 10.1002 / andp.201700169

[ 2 ] Dmitry A. Abanin, Ehud Altman, Immanuel Bloch y Maksym Serbyn. Coloquio: localización, termalización y enredo de muchos cuerpos. Rev. Mod. Phys., 91: 021001, mayo de 2019. 10.1103 / RevModPhys.91.021001.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.91.021001

[ 3 ] Kartiek Agarwal, Sarang Gopalakrishnan, Michael Knap, Markus Müller y Eugene Demler. Difusión anómala y efectos de grifos cerca de la transición de localización de muchos cuerpos. Phys. Rev. Lett., 114: 160401, abril de 2015. 10.1103 / PhysRevLett.114.160401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.160401

[ 4 ] Fabien Alet y Nicolas Laflorencie. Localización de muchos cuerpos: una introducción y temas seleccionados. Comptes Rendus Physique, 19 (6): 498-525, 2018. 10.1016 / j.crhy.2018.03.003.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.crhy.2018.03.003

[ 5 ] Edhud Altman. Localización de muchos cuerpos y termalización cuántica. Nature Physics, 14: 979–983, 2018. 10.1038 / s41567-018-0305-7.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-018-0305-7

[ 6 ] Ehud Altman y Ronen Vosk. Dinámica universal y renormalización en sistemas localizados en muchos cuerpos. Annu Rev. Condens. Matter Phys., 6 (1): 383–409, marzo de 2015a. ISSN 1947-5454. 10.1146 / annurev-conmatphys-031214-014701.
https: / / doi.org/ 10.1146 / annurev-conmatphys-031214-014701

[ 7 ] Ehud Altman y Ronen Vosk. Dinámica universal y renormalización en sistemas localizados en muchos cuerpos. Annu Rev. Condens. Matter Phys., 6 (1): 383–409, 2015b. 10.1146 / annurev-conmatphys-031214-014701.
https: / / doi.org/ 10.1146 / annurev-conmatphys-031214-014701

[ 8 ] PW Anderson. Ausencia de difusión en ciertas redes aleatorias. Phys. Rev., 109 (5): 1492–1505, marzo de 1958. ISSN 0031-899X. 10.1103 / PhysRev.109.1492.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.109.1492

[ 9 ] F. Anzà y Vlatko Vedral. Equilibrio teórico-informativo y termalización observable. Sci. Rep., 7: 44066, 2017. ISSN 2045-2322. 10.1038 / srep44066.
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep44066

[ 10 ] Fabio Anza, Christian Gogolin y Marcus Huber. Eigenstate Thermalization para Degenerate Observables. Phys. Rev. Lett., 120 (15): 150603, abril de 2018. ISSN 0031-9007. 10.1103 / PhysRevLett.120.150603.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.150603

[ 11 ] Jens H. Bardarson, Frank Pollmann y Joel E. Moore. Crecimiento ilimitado de enredos en modelos de localización de muchos cuerpos. Phys. Rev. Lett., 109 (1): 017202, julio de 2012. ISSN 0031-9007. 10.1103 / PhysRevLett.109.017202.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.109.017202

[ 12 ] DM Basko, IL Aleiner y BL Altshuler. Transición metal-aislante en un sistema de muchos electrones que interactúa débilmente con estados de partículas individuales localizados. Ana. Phys. (N.Y)., 321 (5): 1126–1205, mayo de 2006. ISSN 00034916. 10.1016 / j.aop.2005.11.014.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.aop.2005.11.014

[ 13 ] Soumya Bera y Arul Lakshminarayan. Estructura de enredo local a través de una transición de localización de muchos cuerpos. Phys. Rev. B, 93 (13): 134204, abril de 2016. ISSN 2469-9950. 10.1103 / PhysRevB.93.134204.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.93.134204

[ 14 ] Steve Campbell, Matthew JM Power y Gabriele De Chiara. Dinámica y asintóticas de correlaciones en un sistema localizado de muchos cuerpos. EUR. Phys. J. D, 71 (8): 206, agosto de 2017. ISSN 1434-6060. 10.1140 / epjd / e2017-80302-8.
https: / / doi.org/ 10.1140 / epjd / e2017-80302-8

[ 15 ] Jae-yoon Choi, Sebastian Hild, Johannes Zeiher, Peter Schauß, Antonio Rubio-Abadal, Tarik Yefsah, Vedika Khemani, David A Huse, Immanuel Bloch y Christian Gross. Explorando la transición de localización de muchos cuerpos en dos dimensiones. Science, 352 (6293): 1547–1552, 2016. 10.1126 / science.aaf8834.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aaf8834

[ 16 ] Giuseppe De Tomasi, Soumya Bera, Jens H. Bardarson y Frank Pollmann. Información mutua cuántica como una sonda para la localización de muchos cuerpos. Phys. Rev. Lett., 118 (1): 016804, enero de 2017. ISSN 0031-9007. 10.1103 / PhysRevLett.118.016804.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.016804

[ 17 ] J. Goold, C. Gogolin, SR Clark, J. Eisert, A. Scardicchio y A. Silva. Las correlaciones totales del conjunto diagonal anuncian la transición de localización de muchos cuerpos. Phys. Rev. B, 92 (18): 180202, noviembre de 2015. ISSN 1098-0121. 10.1103 / PhysRevB.92.180202.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.92.180202

[ 18 ] PW Hess, P. Becker, HB Kaplan, A. Kyprianidis, AC Lee, B. Neyenhuis, G. Pagano, P. Richerme, C. Senko, J. Smith, WL Tan, J. Zhang y C. Monroe. No termalización en cadenas de espín de iones atómicos atrapados. Transacciones filosóficas de la Royal Society A: Matemática, física y ciencias de la ingeniería, 375 (2108): 20170107, diciembre de 2017. ISSN 1364-503X. 10.1098 / rsta.2017.0107.
https: / / doi.org/ 10.1098 / rsta.2017.0107

[ 19 ] David A Huse, Rahul Nandkishore y Vadim Oganesyan. Fenomenología de sistemas totalmente localizados en muchos cuerpos. Physical Review B, 90 (17): 174202, 2014. 10.1103 / PhysRevB.90.174202.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.90.174202

[ 20 ] Fernando Iemini, Angelo Russomanno, Davide Rossini, Antonello Scardicchio y Rosario Fazio. Firmas de localización de muchos cuerpos en la dinámica del enredo de dos sitios. Phys. Rev. B, 94 (21): 214206, diciembre de 2016. ISSN 2469-9950. 10.1103 / PhysRevB.94.214206.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.94.214206

[ 21 ] John Z. Imbrie, Valentina Ros y Antonello Scardicchio. Integrales locales de movimiento en sistemas localizados de muchos cuerpos. Ana. Phys., 529 (7): 1600278, julio de 2017. ISSN 00033804. 10.1002 / yp.201600278.
https: / / doi.org/ 10.1002 / andp.201600278

[ 22 ] Rajibul Islam, Ruichao Ma, Philipp M Preiss, M Eric Tai, Alexander Lukin, Matthew Rispoli y Markus Greiner. Medición de entropía de entrelazamiento en un sistema cuántico de muchos cuerpos. Nature, 528 (7580): 77, 2015. 10.1038 / nature15750.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature15750

[ 23 ] F Liu, R Lundgren, P Titum, G Pagano, J Zhang, C Monroe y A Gorshkov. Dinámica de cuasipartículas confinadas en cadenas de giro cuántico interactivas de largo alcance. Phys. Rev. Lett., 122: 150601, 2019. ISSN 1079-7114. 10.1103 / PhysRevLett.122.150601.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.150601

[ 24 ] David J Luitz y Yevgeny Bar Lev. El lado ergódico de la transición de localización de muchos cuerpos. Annalen der Physik, 529 (7): 1600350, 2017. 10.1002 / yp.201600350.
https: / / doi.org/ 10.1002 / andp.201600350

[ 25 ] David J Luitz, Nicolas Laflorencie y Fabien Alet. Régimen dinámico lento extendido cercano a la transición de localización de muchos cuerpos. Phys. Rev. B, 93 (6): 060201, febrero de 2016. ISSN 2469-9950. 10.1103 / PhysRevB.93.060201.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.93.060201

[ 26 ] Alexander Lukin, Matthew Rispoli, Robert Schittko, M. Eric Tai, Adam M. Kaufman, Soonwon Choi, Vedika Khemani, Julian Léonard y Markus Greiner. Sondeo enredado en un sistema localizado de muchos cuerpos. Science, 364 (6437): 256–260, 2019a. ISSN 0036-8075. 10.1126 / science.aau0818.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aau0818

[ 27 ] Alexander Lukin, Matthew Rispoli, Robert Schittko, M. Eric Tai, Adam M. Kaufman, Soonwon Choi, Vedika Khemani, Julian Léonard y Markus Greiner. Sondeo enredado en un sistema localizado de muchos cuerpos. Science, 364 (6437): 256–260, 2019b. ISSN 0036-8075. 10.1126 / science.aau0818.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aau0818

[ 28 ] Juan José Mendoza-Arenas, M Žnidarič, Vipin Kerala Varma, John Goold, Stephen R Clark y Antonello Scardicchio. Asimetría en el transporte de energía versus giro en ciertos sistemas desordenados que interactúan. Physical Review B, 99 (9): 094435, 2019. 10.1103 / PhysRevB.99.094435.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.99.094435

[ 29 ] Kavan Modi, Tomasz Paterek, Wonmin Son, Vlatko Vedral y Mark Williamson. Vista unificada de correlaciones cuánticas y clásicas. Cartas de revisión física, 104 (8): 080501, 2010. 10.1103 / PhysRevLett.104.080501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.104.080501

[ 30 ] Rahul Nandkishore y David A Huse. Localización y termalización de muchos cuerpos en mecánica estadística cuántica. Annu Rev. Condens. Matter Phys., 6 (1): 15–38, marzo de 2015. ISSN 1947-5454. 10.1146 / annurev-conmatphys-031214-014726.
https: / / doi.org/ 10.1146 / annurev-conmatphys-031214-014726

[ 31 ] F Pietracaprina, C Gogolin y J Goold. Correlaciones totales del conjunto diagonal como indicador genérico de ruptura de ergodicidad en sistemas cuánticos. Phys. Rev. B, 95 (12): 125118, marzo de 2017. ISSN 2469-9950. 10.1103 / PhysRevB.95.125118.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.95.125118

[ 32 ] V Ros, M Müller y A Scardicchio. Integrales de movimiento en la fase localizada de muchos cuerpos. Nucl. Phys. B, 891: 420–465, febrero de 2015. ISSN 05503213. 10.1016 / j.nuclphysb.2014.12.014.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.nuclphysb.2014.12.014

[ 33 ] Antonello Scardicchio y Thimothée Thiery. La teoría de la perturbación se acerca a Anderson y la localización de muchos cuerpos: algunas notas de clase. oct 2017. https: / / arxiv.org/ abs / 1710.01234.
arXiv: 1710.01234

[ 34 ] Michael Schreiber, Sean S Hodgman, Pranjal Bordia, Henrik P Lüschen, Mark H Fischer, Ronen Vosk, Ehud Altman, Ulrich Schneider e Immanuel Bloch. Observación de la localización de muchos cuerpos de fermiones interactuando en una red óptica cuasialeatoria. Science, 349 (6250): 842–845, 2015. 10.1126 / science.aaa7432.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aaa7432

[ 35 ] Maximilian Schulz, Scott Richard Taylor, Christpher Andrew Hooley y Antonello Scardicchio. Transporte de energía en una cadena de giro desordenada con simetría de u (1) rota: difusión, subdifusión y localización de muchos cuerpos. Physical Review B, 98 (18): 180201, 2018. 10.1103 / PhysRevB.98.180201.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.98.180201

[ 36 ] M. Serbyn, M. Knap, S. Gopalakrishnan, Z. Papić, NY Yao, CR Laumann, DA Abanin, MD Lukin y EA Demler. Sondas interferométricas de localización de muchos cuerpos. Phys. Rev. Lett., 113 (14): 147204, octubre de 2014a. ISSN 0031-9007. 10.1103 / PhysRevLett.113.147204.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.147204

[ 37 ] Maksym Serbyn, Z. Papić y Dmitry A Abanin. Crecimiento lento y universal del enredo en sistemas que se encuentran fuertemente desordenados. Phys. Rev. Lett., 110 (26): 260601, junio de 2013. ISSN 0031-9007. 10.1103 / PhysRevLett.110.260601.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.110.260601

[ 38 ] Maksym Serbyn, Z. Papić y DA Abanin. La extinción cuántica en la fase localizada de muchos cuerpos. Phys. Rev. B, 90 (17): 174302, noviembre de 2014b. ISSN 1098-0121. 10.1103 / PhysRevB.90.174302.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.90.174302

[ 39 ] Roger B Sidje. Expokit: un paquete de software para calcular exponenciales de matriz. Transacciones de ACM en software matemático (TOMS), 24 (1): 130-156, 1998. 10.1145 / 285861.285868.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 285861.285868

[ 40 ] J. Smith, A. Lee, P. Richerme, B. Neyenhuis, PW Hess, P. Hauke, M. Heyl, DA Huse y C. Monroe. Localización de muchos cuerpos en un simulador cuántico con trastorno aleatorio programable. Nat. Phys., 12 (10): 907–911, octubre de 2016a. ISSN 1745-2473. 10.1038 / nphys3783.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys3783

[ 41 ] Jacob Smith, Aaron Lee, Philip Richerme, Brian Neyenhuis, Paul W Hess, Philipp Hauke, Markus Heyl, David A Huse y Christopher Monroe. Localización de muchos cuerpos en un simulador cuántico con trastorno aleatorio programable. Nature Physics, 12 (10): 907, 2016b. 10.1038 / nphys3783.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys3783

[ 42 ] VK Varma, A Lerose, F Pietracaprina, J Goold y A Scardicchio. Difusión de energía en la fase ergódica de una cadena de giro localizable de muchos cuerpos. J. Stat. Mech Theory Exp., 2017 (5): 053101, mayo de 2017. ISSN 1742-5468. 10.1088 / 1742-5468 / aa668b.
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1742-5468 / aa668b

[ 43 ] Ronen Vosk, David A. Huse y Ehud Altman. Teoría de la transición de localización de muchos cuerpos en sistemas unidimensionales. Phys. Rev. X, 5 (3): 031032, septiembre de 2015. 10.1103 / PhysRevX.5.031032.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.5.031032

[ 44 ] Ken Xuan Wei, Chandrasekhar Ramanathan y Paola Cappellaro. Explorando la localización en cadenas de espines nucleares. Phys. Rev. Lett., 120 (7): 070501, febrero de 2018a. ISSN 0031-9007. 10.1103 / PhysRevLett.120.070501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.070501

[ 45 ] Ken Xuan Wei, Chandrasekhar Ramanathan y Paola Cappellaro. Explorando la localización en cadenas de espín nuclear. Cartas de revisión física, 120 (7): 070501, 2018b. 10.1103 / PhysRevLett.120.070501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.070501

[ 46 ] J. Zhang, PW Hess, A. Kyprianidis, P. Becker, A. Lee, J. Smith, G. Pagano, I.-D. Potirniche, AC Potter, A. Vishwanath, NY Yao y C. Monroe. Observación de un cristal de tiempo discreto. Nature, 543 (7644): 217–220, marzo de 2017a. ISSN 0028-0836. 10.1038 / nature21413.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature21413

[ 47 ] J Zhang, G Pagano, PW Hess, A Kyprianidis, P Becker, H Kaplan, AV Gorshkov, Z.-X Gong y C Monroe. Observación de una transición de fase dinámica de muchos cuerpos con un simulador cuántico de 53 qubits. Nature, 551 (7682): 601–604, noviembre de 2017b. ISSN 0028-0836. 10.1038 / nature24654.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature24654

[ 48 ] Marko Žnidarič, Antonello Scardicchio y Vipin Kerala Varma. Transporte de espín difusivo y subdifusivo en la fase ergódica de un sistema localizable de muchos cuerpos. Phys. Rev. Lett., 117 (4): 040601, julio de 2016. ISSN 0031-9007. 10.1103 / PhysRevLett.117.040601.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.117.040601

[ 49 ] Marko Žnidarič, Juan José Mendoza-Arenas, Stephen R Clark y John Goold. La difamación mejora el transporte de espín en la fase ergódica de un sistema localizable de muchos cuerpos. Ana. Phys. (Berl.), 529 (7): 1600298, 2017. 10.1002 / yp.201600298.
https: / / doi.org/ 10.1002 / andp.201600298

Citado por

Fuente: https://quantum-journal.org/papers/q-2020-04-02-250/

punto_img

Información más reciente

punto_img