Exponential bound on information spreading induced by quantum many-body dynamics with long-range interactions
量子系统的动力学很大程度上依赖于哈密顿量的局部结构。对于短距离相互作用系统，著名的Lieb-Robinson界定义了有效光锥，其误差与空间距离呈指数关系，而对于长距离相互作用系统，其误差仅为多项式关系。在本文中，我们通过考虑在时间演化之后有多少自旋可以相互关联，导出了量子动力学的一个新的定性界。我们的界表征了支持多体纠缠的自旋数，并具有指数小的误差，适用于包括长程相互作用系统在内的大类哈密顿量。为了证明我们的方法在量子多体系统中的优势，我们应用我们的界限来证明几个基本性质，没有来自Lieb-Robinson界限。
2016-05-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Temporal Bell inequalities in non-relativistic many-body physics
本文构建了两自旋的时间Clauser-Horne不等式，发现自旋链连接下测量间隔非零时间时该不等式会被违背，揭示信息传播受Lieb-Robinson界限制，为多体量子动力学研究提供新工具。
2025-04-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Emergent locality in systems with power-law interactions
定域性对非相对论量子系统中信息的传播施加了严格的限制，这让人想起“光锥”，一种在相对论量子系统中出现的偶然结构。长程相互作用可能会软化这种约束，允许粒子几乎瞬间的长跳跃，从而违背因果关系。由于相互作用随距离呈幂律衰减，即$r^{-α}$，在自然界中普遍存在，因此，了解因果关系和信息在这样的系统中传播的命运是至关重要的。使用数值精确的技术，我们解决这些问题，通过研究的时间顺序关联函数的一个代表性的通用系统在一维。我们表明，而相互作用是长程的，它们对信息传播的影响是渐近可忽略的，只要$α>1$。在这个范围内，我们发现了一个复杂的复合行为，在短暂的瞬态后，一个完全本地的行为出现，产生渐近的“光锥”几乎无法区分的“光锥”在相应的本地模型。这种相互作用的长程性质只表现为从“光锥”中以幂律方式泄漏信息，其指数与相互作用的指数$α$相同。我们的结果直接意味着，所有以前获得的严格的信息传播的长距离相互作用系统的界限是不紧，因此可以改进。
2018-05-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Asymmetric Particle Transport and Light-Cone Dynamics Induced by Anyonic Statistics
研究了一维阿贝尔任意子的非平衡动力学。我们发现，任意子的统计和相互作用的相互作用，产生空间不对称的粒子输运连同一个新的动力学对称性，这取决于任意子的统计角度和相互作用的符号。此外，我们表明，任意子统计诱导量子信息的非对称扩展，其特征在于非对称光锥的时间有序的传播。这种非对称动力学与传统费米子或玻色子的动力学形成鲜明对比，其中传输和信息动力学都是空间对称的。我们进一步讨论了冷原子的实验，其中预测的现象可以使用最先进的技术进行观察。我们的研究结果铺平了道路，通过非平衡动力学实验探测anyonic统计。
2018-12-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Many-body quantum teleportation via operator spreading in the traversable wormhole protocol
通过利用一对量子比特之间的共享纠缠，人们可以将量子态从一个粒子传送到另一个粒子。最近的进展揭示了量子隐形传态本质上的多体概括，与引力有着优雅而令人惊讶的联系。特别是，量子信息的隐形传态依赖于多体动力学，它起源于全息对偶于引力的强相互作用系统;从引力的角度来看，这种量子隐形传态可以理解为通过可穿越的虫洞传输信息。在这里，我们提出并分析了一种新的多体量子隐形传态机制--峰值尺寸隐形传态。有趣的是，峰值大小的隐形传态利用的量子线路与可穿越的虫洞隐形传态完全相同，但有一个完全不同的微观起源：它依赖于一般热化动力学下的局部算子的传播，而不是引力物理学。我们展示了无处不在的峰值大小的隐形传态，无论是分析和数值，在不同的景观的物理系统，包括随机酉电路，Sachdev-Ye-Kitaev模型（在高温下），一维自旋链和大量的引力理论与弦修正。我们的结果铺平了道路，使用多体量子隐形传态作为一个强大的实验工具：（i）在强关联系统中的运营商的大小分布的特征和（ii）区分通用和内在的引力扰动力学。为此，我们给出了在囚禁离子和里德伯原子阵列中实现多体量子隐形传态的详细实验方案，分析了退相干和实验缺陷的影响.
2022-08-05 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
Emergence of curved light-cones in a class of inhomogeneous Luttinger liquids
纠缠和关联的光锥扩展是均匀扩展量子系统的一个基本和普遍的特征。在这里，我们指出，一类非均匀的Luttinger液体（那些具有均匀的Luttinger参数$K$）在低能量显示弯曲光锥的普遍现象：无间隙激发沿测地线的度量$ds^2=dx^2+v(x)^2 dτ^2$，与$v(x)$是可计算的空间相关的速度引起的不均匀性。我们证实了我们的研究结果与明确的分析和数值计算都在和不平衡的Tonks Girardeau气体的谐波势和晶格系统与人工调谐的哈密顿密度。
2017-07-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Local relaxation and light-cone-like propagation of correlations in a trapped one-dimensional Bose gas
在谐波近似下，我们描述了相干分裂的一维玻色气体的弛豫动力学。一个退相的，预热化的状态出现在一个光锥状的演变，这是连接到传播的相关性与特征速度。在我们的描述中，我们把特别强调的影响的纵向捕获潜力和有限的系统尺寸，这两者都是高度相关的实验。特别是，我们量化的相位相关特性和特征速度与预热化状态的建立它们的影响。最后，我们证明了在有限尺寸系统中，俘获势对相干性的重现有重要的影响。
2013-12-29 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Spreading of correlations in a quenched repulsive and attractive one dimensional lattice system
利用时间自适应密度矩阵重整化群研究了一维格点系统整体猝灭相互作用中关联函数的实时演化。我们发现了一个明确的光锥行为猝灭的排斥相互作用的间隙密度波制度。扩散速度随着相互作用的最终值而增加，然后在某个有限值处饱和。在作为初始状态的Luttinger液相的情况下，对于强排斥相互作用猝灭，作为束缚态形成的结果，发生更复杂的动力学。从另一侧的吸引机制，取决于连接的关联函数的测量，可以观察到在开始时间的演变和弹道和本地化的信号共存的延迟。
2016-09-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Detecting two-site spin-entanglement in many-body systems with local particle-number fluctuations
我们推导出了具有局域粒子数涨落的多体系统自旋自由度的两点纠缠的实验可测下界。我们的方法的目的是使空间分辨探测的自旋纠缠在哈伯德系统中使用高分辨率的光晶格成像。一个可能的应用是观察纠缠的产生和扩散过程中的自旋杂质动力学，为此，我们提供了数值模拟。更一般地说，该方案可以简化离子链，里德伯原子，或类似的原子系统中的纠缠检测。
2014-08-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Correlation and entanglement spreading in nested spin chains
在过去的几年里，已经见证了一个全面的理论来描述可积系统的平衡，其中的Bethe animals形式主义已经定制，以解决在这种情况下出现的具体问题的发展。虽然大多数的工作最初集中在研究的原型模型，如著名的海森堡链，许多理论结果最近已扩展到一类更复杂的$\it{nested}$可积系统，显示不同种类的准粒子。尽管如此，在最简单的量子猝灭的背景下，绝大多数的理论预测都只在具有基本Bethe无量纲描述的系统中得到了数值验证。在这项工作中，我们填补了这一空白，并提出了一个直接的数值试验的一些结果在最近的文献嵌套系统，特别是重点放在莱-萨瑟兰模型。利用含时密度矩阵重整化群和精确对角化方法，计算了一类简单的乘积初态在猝灭后的关联函数和纠缠熵的扩展.这使我们能够测试的嵌套版本的一个纠缠公式的有效性，准粒子图片的基础上，纠缠熵的增长，和贝特animals预测的“光锥”速度的关联函数。
2019-07-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Logarithmic entanglement lightcone from eigenstate correlations in the many-body localised phase
本文通过本征态关联框架研究多体局域化系统的时间演化算符纠缠，揭示了纠缠传播的对数光锥源于本征态中的能量与长度尺度层级，并据此发展出不依赖 $\ell$-bits 的微观理论，阐明了本征态关联与涌现纠缠结构的根本联系。
2025-04-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Finite-time quantum quenches in the XXZ Heisenberg chain
研究了XXZ海森堡链在各向异性中有限时间量子猝灭后两点关联函数的时间演化。我们比较数值模拟的结果，在Luttinger模型中得到的，并找到很好的协议。我们分析的相关性和相关的光锥功能的传播。我们观察到的光锥的外观相比，突然猝灭设置的延迟，并链接到猝灭协议的属性的延迟。
2019-09-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Spreading of correlations in Markovian open quantum systems
理解量子关联在非平衡多体系统中的传播是物理学的主要挑战之一。对于{ \it isolated}系统，流体力学理论解释了纠缠的起源和通过准粒子对传播的传播。然而，当系统与其周围环境相互作用时，建立起来的就少得多了。在这里，我们表明，准粒子图片仍然有效的开放量子系统：虽然信息仍然传播的准粒子，环境修改它们的相关性，并引入非相干和混合效应。对于自由费米子的增益/损失耗散，我们提供的公式充分描述非相干和准粒子的贡献，在传播的熵和互信息。重要的是，后者不受非相干相关性的影响。互信息在短时间内呈指数衰减，并最终消失，标志着经典极限的开始。对数负性的行为是类似的，这种情况是常见的其他dissipatients。对于弱耗散，准粒子的存在下显着的标度行为。
2020-02-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Universal broadening of the light cone in low-temperature transport
我们考虑的低温输运性质的临界一维系统，可以描述，在平衡时，由Luttinger液体。我们专注于原型设置，两个半无限链准备在两个热状态在小，但不同的温度，突然连接在一起。在大的距离$x$和时间$t$，共形场论表征的能量传输的一个单一的光锥传播的声速$v$。能量密度和电流在光锥内部、在其左侧和在其右侧取不同的恒定值，从而导致作为$ζ=x/t$的函数的相应轮廓的三步形式。在这里，使用非线性Luttinger液体的描述，我们表明，对于一般的观测值，这张照片被破坏，只要在光谱中的非线性是存在的。对应于相变点$x/t=\pm v$，在无限次出现一个新的普适区域，其宽度与两侧的温度成正比。在该区域中，期望值具有不同的温度依赖性，并且显示作为$ζ$的函数的平滑峰。我们显式地计算描述这些峰的通用函数。在相互作用的可积模型的特定情况下，我们的预测分析恢复的广义流体动力学方法。
2018-04-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Double light-cone dynamics establish thermal states in integrable 1D Bose gases
本文从理论上研究了密度不平衡的一维玻色气体猝灭对的非平衡动力学。我们描述的系统使用其低能量有效的理论，Luttinger液体模型。在这个框架下，系统通过其近似多体本征态的退相显示出严格可积的弛豫动力学。在平衡的情况下，这导致了众所周知的光锥状预热化状态的建立，这可以通过广义吉布斯系综来描述。在不平衡的情况下，可积分的退相导致一种状态，与直觉相反，非常类似于热平衡状态。这种状态的方法的特点是由两个独立的光锥动力学与不同的特征速度。这种行为的根源在于，在不平衡的情况下，观测量与可积系统的守恒量不一致。我们讨论了一个具体的实验实现，研究这种效果，使用物质波干涉和多体复苏的原子芯片。
2017-09-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Light-cone and diffusive propagation of correlations in a many-body dissipative system
我们分析了在与环境接触的强相互作用量子系统中，相互作用突然改变后相关性的传播。特别是，我们认为在玻色-哈伯德模型中的相互作用淬火，深入莫特绝缘相，在退相的影响下。我们观察到耗散有效地加快了单粒子相关性的传播，同时降低了它们的相干性。相反，对于两点密度相关，初始弹道传播制度让位于扩散在中间时间。数值模拟的基础上，依赖于时间的矩阵产品状态算法，补充了一个定量准确的费米子准粒子的方法，提供了一个直观的描述的初始动力学的合弄和doublon激发。
2018-03-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Many-body Quantum Chaos and Entanglement in a Quantum Ratchet
我们发现了环形阱中基于玻色-爱因斯坦凝聚体的量子棘轮的多体动力学中的量子混沌特征。我们提出的措施，包括纠缠，凝聚耗尽，并在一个固定的基础上，在多体希尔伯特空间，定量识别量子混沌多体动力学发生的区域，随机矩阵理论是有限的或无法访问的扩展。有了这些工具，我们表明，多体量子混沌既不高度纠缠，也不离域的希尔伯特空间，相反，传统的预期签名的量子混沌。
2017-05-08 cond-mat.quant-gas
Scrambling and thermalization in a diffusive quantum many-body system
时间外有序（OTO）关联函数描述了关联量子物质中信息的混乱。他们特别感兴趣的非相干量子系统缺乏明确的准粒子。到目前为止，它在很大程度上是难以捉摸的OTO扩散器如何在非相干系统中传播，扩散输运由几个全局守恒量控制。在这里，我们研究这样一个系统的动态响应，使用高性能的矩阵乘积算子技术。具体地说，我们考虑的非可积，一维玻色-哈伯德模型在非相干高温制度。我们的系统表现出扩散动力学的时间有序的量子化的全球守恒量，而OTO量子化显示弹道，光锥传播的量子信息。因此，系统全局热化中最慢的过程是扩散性的，然而信息传播并不受这种缓慢动力学的抑制。我们还开发了一个实验可行的协议，以克服现有的建议所面临的一些挑战，并探测时间顺序和OTO关联函数。我们的研究为热化和信息扰乱动力学的理论和实验探索开辟了新的途径。
2017-02-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-th
An improved Lieb-Robinson bound for many-body Hamiltonians with power-law interactions
在这项工作中，我们证明了具有长程相互作用的晶格自旋系统的一族新的Lieb-Robinson边界。我们的结果适用于任意的$k$体相互作用，只要他们衰减的幂律大于$kd$，其中$d$是系统的尺寸。更精确地说，我们要求作用在任何一个位点上的直径大于或等于$R$的项的范数之和按照幂律$1/R^α$衰减，其中有$α> d$。这些新的边界使我们能够证明，在任何固定的时间，量子信息的空间衰减遵循任意接近$1/r^α$。此外，我们定义了一个新的光锥的幂律相互作用的量子系统，它捕获的区域的系统，改变哈密顿量可以影响本地运营商的演变。在短程相互作用系统中，这种光锥符合传统的定义。然而，在长程相互作用系统中，我们的定义产生了更严格的光锥，这在大多数物理环境中更相关。
2018-09-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Loschmidt Echo in Many-Body Localized Phase
Loschirton回声是由不同哈密顿量演化的量子波函数之间的重叠，它量化了量子动力学对微扰的敏感性，经常被用作量子混沌的探针。在这项工作中，我们考虑的行为的Loschillo回声在多体本地化阶段，其特点是紧急的局部积分的运动，并提供了一个通用的例子，非遍历动力学。我们证明了在多体局域相的时间作为一个幂律衰减的Loschirst回波的波动，在少数机构遍历系统的指数衰减。我们考虑自旋回波的Loschirton回声的推广，并认为，相应的关联函数饱和到一个有限的值在本地化系统。慢，幂律衰减的波动，这种自旋回波型重叠有关的运营商传播，是目前只在多体本地化阶段，但不是在一个非相互作用的安德森绝缘体。虽然大多数先前考虑的退相动力学的探测可以通过用局部运动积分近似物理自旋算子来理解，但洛什卡回声及其推广至关重要地依赖于通过局部运动积分算子的物理算子的完全展开，以及翻转局部运动积分的算子。因此，这些探测器允许获得洞察到物理算子和运动的局部积分之间的关系，并访问操作员在多体局域化阶段的扩展。
2017-01-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Breaking of Huygens-Fresnel principle in inhomogeneous Tomonaga-Luttinger liquids
Tomonaga-Luttinger液体（TLLs）可以用来有效地描述一维量子多体系统，如超冷原子，纳米线中的电荷，超导电路和无隙自旋链。它们的性质由两个参数给出，即传播速度和Luttinger参数。在这里，我们研究不均匀的TLLs，这些被提升到功能的位置，并证明他们深刻地影响动态：在一般情况下，除了弯曲的光锥，我们表明，传播不再弹道本地化的光锥轨迹，从标准的均匀TLLs不同。具体来说，如果Luttinger参数取决于位置，则动态特征明显地扩散到光锥中，这不能通过如惠更斯-菲涅耳原理中的波的简单叠加来理解。这是一个抛物阱中的超冷原子的情况下，这是我们的主要动机，我们讨论在这样的系统中可能的实验观察。
2022-01-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
A universal speed limit for spreading of coherence
研究发现相干传播在弱相互作用玻色-爱因斯坦凝聚体形成中存在普遍速度限制，通过调节相互作用强度，发现相干传播最终达到由普朗克常数和粒子质量决定的通用速率。
2025-09-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-ph
Effective light cone and digital quantum simulation of interacting bosons
本研究解决了相互作用玻色子系统中长期存在的Lieb-Robinson界开放问题，揭示了依赖空间维度的紧致有效光锥，并基于玻色子聚集速度有限的证明，提出了一种可证明高效的数字量子模拟算法。
2024-03-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-th
Experimental probes of Stark many-body localization
最近的工作集中在探索没有淬火无序的系统中的多体局域化（MBL）：一个这样的提议是斯塔克MBL，其中对强线性势的小扰动产生局部化。然而，与传统的MBL一样，在实验上区分非相互作用定位和真正的MBL是具有挑战性的。在本文中，我们表明，几个现有的实验探针，专门设计来区分这些情况下，类似的工作在斯塔克MBL设置。特别是，我们表明，修改后的自旋回波响应（DEER）斯塔克MBL的幂律衰减的明显迹象，而迅速饱和的无序Wannier-Stark本地化。此外，我们观察到的斯塔克MBL制度中的量子互信息的时间传播的特性，并在非相互作用的斯塔克本地化系统的扩展的情况下。我们还表明，有几个现有的MBL措施，由软核玻色子排斥现场相互作用的系统没有显着差异。最后，我们讨论了为什么曲率或小的障碍需要准确再现MBL现象，以及如何在实验中说明这一点。这也与希尔伯特空间碎片在“分形”模型与保守的偶极矩的最新进展，我们建议这作为一个吉祥的平台，这些现象的实验研究。
2020-10-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
