Boson-Sampling with non-interacting fermions
我们探讨了酉线性网络中的全同粒子表现为其他粒子的条件，即玻色子作为费米子和费米子作为玻色子。我们发现Aaronson & Arkhipov的玻色子取样计算机可以用于非相互作用费米子在适当纠缠态下的干涉实验。此外，提出了一个方案，它模拟散射版本的玻色子采样计算机准备，在飞行中，所需的纠缠态的费米子从一个未纠缠的。
2015-03-22 cond-mat.other cs.CC quant-ph
Quantum walks of interacting fermions on a cycle graph
近年来，量子游走被广泛应用于量子信息处理的新工具。相互作用粒子的自然量子行走动力学可以有效地实现普适量子计算。本文研究了图上电子的量子行走问题。该图由排列成圆形的半导体量子点组成。电子可以在相邻的点之间隧穿并通过库仑排斥相互作用，这导致纠缠。费米纠缠动力学的获得和评估。
2016-10-01 quant-ph
Quantum Simulation of Fermions in $AdS_2$ Black Hole: Chirality, Entanglement, and Spectral Crossovers
University of Massachusetts Boston（马萨诸塞大学波士顿分校）；Stony Brook University（石溪大学）；Tel-Aviv University（特拉维夫大学）
本文研究了AdS₂黑洞中费米子的量子模拟，探讨了手性、纠缠和谱交叉现象，通过计算能量、纠缠熵和算符增长，揭示了红移和视界对临界到有隙转变的影响，并探讨了可积分到非平衡交叉及许多体局域化转变。
2026-01-30 cond-mat.str-el gr-qc hep-lat
Generalized Hartree Fock Theory for Dispersion Relations of Interacting Fermionic Lattice Systems
我们研究了一般的相互作用的费米子格点系统，使用费米子高斯态的变分解决方案，并表明“高斯化”的过程，导致一个非线性封闭的运动方程的协方差矩阵，是局部最优的时间相关的变分原理。通过线性化我们的非线性运动方程周围的基态不动点，我们描述了一种方法来研究低的激发态导致的变分方法来确定一般相互作用的费米子晶格系统的色散关系。应用该方法研究了二维格点上的吸引和排斥哈伯德模型。
2012-05-23 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum Entanglement of Interacting Fermions in Monte Carlo
给定一个特定的相互作用量子哈密顿量，在一般的空间维度，可以访问它的纠缠特性，如纠缠熵对应的基态波函数？尽管在解决相互作用玻色子和量子自旋的这个问题上已经取得了进展，但对于相互作用费米子还没有相应的方法。在这里，我们表明，相互作用的费米子哈密顿的纠缠结构有一个特别简单的形式-相互作用的约化密度矩阵可以写为一个总和的运营商，描述自由费米子。这种分解允许人们计算可以通过行列式量子蒙特卡罗模拟的哈密顿量的Renyi熵，同时采用迄今为止仅适用于自由费米子系统的有效技术。所提出的方法适用于基态，以及热平均约化密度矩阵。
2013-08-06 cond-mat.str-el hep-lat hep-th
Quantum Simulation of Interacting Fermion Lattice Models in Trapped Ions
我们提出了一种方法，有效地模拟多体相互作用的费米子晶格模型中被困离子，包括高度非线性相互作用，在任意空间维度和任意距离的耦合。我们映射产品的费米子运营商到非本地自旋运营商和分解所产生的动态高效的步骤与特罗特方法，产生一个整体的协议，只采用多项式资源。所提出的方案可以在凝聚态或高能物理学的各种领域相关，其中量子模拟可以解决经典计算机难以解决的问题。
2012-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Symmetry-protected topological states for interacting fermions in alkaline-earth-like atoms
讨论了类碱土金属原子（如$^{173}$ Yb）准一维气体中相互作用费米子的量子保护拓扑（SPT）态的量子模拟。利用这些原子的轨道和核自旋自由度的分离，我们考虑拉曼辅助的自旋轨道耦合的时钟状态，这与自旋交换相互作用的时钟状态流形，产生SPT状态的相互作用费米子。我们数值研究了系统的相图，并研究了SPT相和破缺相之间的相变。通过测量拓扑边缘模的局域密度分布，可以探测相互作用驱动的拓扑相变。
2017-10-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Interacting fermion dynamics in Majorana phase-space
利用费米子的Q函数研究了费米子动力学问题。这是一个概率的相空间表示，我们表示使用马约拉纳算子，使相空间变量是一个真正的反对称矩阵。我们考虑一个一般的相互作用哈密顿与四个马约拉纳算子和任意性质。我们的模型包括Majorana Hubbard和Fermi Hubbard哈密顿量，以及相互作用费米子的一般量子场论。使用Majorana Q函数，我们推导出一个广义的Fokker-Planck方程，漂移和扩散项的结果。扩散项被证明是无迹的，这给出了一个动力学解释为一个向前向后随机过程。这种方法导致一个模型的量子测量的本体论与真正的真空波动。
2021-04-24 quant-ph
Kinetic theory and thermalization of weakly interacting fermions
弱相互作用的量子流体允许一个自然的动力学理论描述，考虑到相互作用粒子的费米子或玻色子性质。在最简单的情况下，得到流体的约化密度矩阵的玻尔兹曼-诺德海姆方程。本文讨论两个相关的问题：费米子哈伯德模型的动力学理论，其中总自旋守恒导致Boltzmann方程中增加了一个Vlasov型项，以及动力学理论和热化之间的关系。
2017-12-18 math-ph math.MP quant-ph
Strongly interacting fermions are non-trivial yet non-glassy
本文证明随机全互作用费米子SYK模型的低能态具多项式电路深度且退火与淬火自由能一致，表明其非玻璃态，属经典非平凡但量子易解相。
2024-11-05 quant-ph
Few interacting fermions in one-dimensional harmonic trap
本文研究了一维谐振子阱中自旋为1/2的费米子通过两体接触势的相互作用。应用精确对角化，我们研究了它们在有限相互作用强度下的行为，并讨论了在足够强的排斥相互作用下基态简并度的作用。甚至低温或完全去极化的通道也会显著影响系统的行为。我们计算了能级占据数作为热化的标志，并讨论了打破简并的机制。
2013-09-06 physics.atom-ph quant-ph
Unraveling open-system quantum dynamics of non-interacting Fermions
林德布拉德方程通常用于研究开放系统中的量子动力学，该开放系统不能与环境完全隔离，与各种各样的研究领域相关，例如原子物理学，材料科学，量子生物学和量子信息和计算。对于凝聚态系统中的电子，即使它们之间的库仑排斥可以以某种方式关闭，林德布拉德动力学也是难以解决的。这是因为它们仍然能够通过与浴缸相互作用而相互影响。在这里，我们开发了一个近似的方法，基于Hubbard-Stratonovich变换，它允许在开放量子系统中演化非相互作用的费米子。我们讨论了几个应用系统的捕获一维费米子显示出可喜的成果。
2018-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech quant-ph
Efficiency of free auxiliary models in describing interacting fermions: from the Kohn-Sham model to the optimal entanglement model
密度泛函理论将相互作用的哈密顿量映射到科恩-沙姆哈密顿量上，科恩-沙姆哈密顿量是一个具有相同局域费米子密度的显式自由模型。利用相互作用距离，即相互作用系统的基态与一般自由费米子态之间的最小距离，我们量化了精确Kohn-Sham模型在捕捉相互作用系统的各种性质方面的适用性和局限性。作为一个副产品，这个距离决定了最佳的自由态，尽可能忠实地再现相互作用系统的纠缠特性。最优自由态的父哈密顿量确定了一个系统，该系统可以以受控精度确定任何可观测值的期望值。这种最佳的纠缠模型开辟了可能性，扩展系统的适用性的辅助自由模型到非微扰，强相关的制度。
2019-09-04 cond-mat.str-el quant-ph
Symmetry-protected topological orders for interacting fermions -- Fermionic topological nonlinear $σ$ models and a special group supercohomology theory
对称性保护拓扑相（SPT）是具有对称性$G$的带隙短程纠缠量子相，如果打破对称性，它们都可以光滑地连接到平凡的乘积态.它已被证明，一个大类的相互作用玻色子SPT相位可以系统地描述的群上同调理论。本文引入了一个（特殊的）群上同调理论，它是标准群上同调理论的推广。我们证明了一大类短程相互作用的费米子SPT相位可以用群超上同调理论来描述。利用超上循环的数据，我们可以得到相应的费米子SPT相的理想基态波函数。我们还可以得到实现SPT相的体哈密顿量，以及边界有效哈密顿量的反常（即非在位）对称性。边界上的反常对称性意味着对称边界对于1+1D边界必须是无隙的，并且在1+1D之外必须是无隙的或拓扑有序的。作为这一一般结果的应用，我们构造了一个新的SPT相在3D中，相互作用的费米子超导体与共面自旋序（具有$T^2=1$时间反演$Z_2^T$和费米子数奇偶$Z_2^f$对称性描述的一个完整的对称群$Z_2^T\times Z_2^f$）。这样的费米子SPT态既不能由自由费米子实现，也不能由相互作用玻色子（由费米子对形成）实现，因此不包括在自由费米子的K理论分类或相互作用玻色子的群上同调描述中。我们还构造了具有全对称群$Z_2\times Z_2^f$的三个相互作用的二维费米子SPT相。如果对称性没有被破坏，这些二维费米子SPT相都具有中心电荷$c=1$无隙边缘激发。
2014-09-16 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Interacting Anyonic Fermions in a Two-Body Color Code Model
本文在二维空间晶格上引入了自旋为1/2的两体量子哈密顿模型，该模型在所有耦合区域都具有精确的拓扑简并性。存在一个间隙阶段，在该阶段中，低能量扇区再现有效的色码模型。高能激发态可分为三个具有强相互作用的任意费米子家族。该模型具有Z_2xZ_2规范群对称性和弦网运动积分，这与运动的高能费米子不可见的拓扑荷的存在有关。
2009-09-09 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Eigenstate thermalization and disappearance of quantum many-body scar states in interacting fermion systems
最近量子多体疤痕态的发现揭示了在不可积系统中存在违反本征态热化假设的低纠缠态的可能性。这种低纠缠熵的态是罕见的，但自然存在于自由费米子的可积系统中。在这里，我们通过分析证明，当费米子之间引入任意的弱相互作用时，这些非典型状态总是会被消除。特别是，我们发现，有一个多体疤痕态的概率与纠缠熵满足一个子体积标度律的系统大小的两倍指数下降。因此，我们的结果提供了一个量化的论点疤痕状态的相互作用费米子系统中的消失。
2023-01-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Topological states in a microscopic model of interacting fermions
我们提出了一个相互作用费米子的微观模型，其中的基态简并是拓扑保护的。该模型是基于一个双线设置与局部相互作用的粒子数守恒设置。这个模型的一个引人注目的性质是它的基态和低能激发的精确可解性。我们展示了拓扑保护边缘状态的外观，并在微观水平上推导出它们的编织特性。我们发现了Ising任意子的非阿贝尔统计，这可以解释为Majorana类边缘态。
2015-04-16 cond-mat.str-el quant-ph
Geometric chaoticity leads to ordered spectra for randomly interacting fermions
在单j费米子模型中实现了旋转不变的随机相互作用系综。基于单个角动量的随机耦合，证实了自旋为零和最大自旋的基态占主导地位，并用统计方法进行了解释。基态波函数的结构支持这种解释。
2000-05-16 math-ph math.MP nucl-th
CPT-like states in an ensemble of interacting fermions. On the possibility of new mechanism of superconductivity
利用BCS理论的标准哈密顿量，我们证明了在相互作用费米子系综中存在一个相干态$|NC>$，它使粒子间相互作用的哈密顿量无效。这种状态类似于量子光学中的相干布居俘获效应（CPT）。讨论了这种类CPT态在超导理论中的可能应用。
2006-10-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con physics.atom-ph
On interacting fermions and bosons with definite total momentum
任何{ \it exact}本征态都可以写成{ \it d-broken}函数$Φ$上的积分。对于两个粒子，我们解决了问题{ \it精确}的所有能级和任何粒子间的相互作用。特别是对于基态，$Φ$由简单的Hartree-Fock/Hartree方法给出.几个和许多粒子的影响，以及一个数值例子。
2004-06-14 cond-mat.other quant-ph
Resilient infinite randomness criticality for a disordered chain of interacting Majorana fermions
研究无序与相互作用共存下 Majorana 费米子链的量子临界性质，通过 DMRG 模拟发现非相互作用无限随机性不动点对有限相互作用高度稳定，纠正了先前结论。
2023-05-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Entanglement Hamiltonian of Interacting Fermionic Models
强关联电子系统数值计算的最新进展使得相互作用费米子系统的纠缠谱和熵的计算成为可能。纠缠（模）哈密顿量的显式确定已被证明是一个相当困难的问题，只有少数结果。介绍了一种利用辅助场量子蒙特卡罗模拟直接确定相互作用费米子模型纠缠哈密顿量的方法。我们实现我们的方法上的一维哈伯德链划分成两个部分和哈伯德两条腿的阶梯划分成两个链。在这两种情况下，我们研究的纠缠哈密顿量的物理温度的函数的演变。
2018-11-14 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Mean Field and Collisional Dynamics of Interacting Fermion-Boson systems in a Soluble Model
本文应用一般的含时投影方法研究了由Jaynes-Cummings哈密顿量描述的相互作用的费米子系统和玻色子子系统组成的系统中的量子关联动力学。拉比振荡的振幅调制发生在一个强大的，相干的初始玻色子场得到的自旋固有的去极化，从碰撞修正的平均场近似。
1997-04-25 atom-ph math-ph math.MP
Sign Flip in the Casimir Force for Interacting Fermion Systems
在这项工作中，我们考虑有限长的费米子链$\ell$。费米子被允许相互作用，并被迫服从边界条件，从而改变凝聚过程。我们的目标是探索这如何影响这个系统的量子真空能量。我们通过使用自洽的方法来处理这个问题，并观察到Casimir力的非平凡行为，显示从吸引力到排斥力的切换。这种翻转源于通常的费米子卡西米尔效应的吸引力贡献和来自凝聚体的排斥力之间的竞争。
2017-07-27 cond-mat.supr-con hep-ph hep-th
