Twisted quantum doubles are sign problem-free
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
研究显示扭曲的量子双相态可通过无符号问题的本地哈密顿量实现，无需精确求解。
2026-03-16 cond-mat.str-el
Exact solution of a two-species quantum dimer model for pseudogap metals
本文给出了一个量子二聚体模型的精确基态解。[1]，其特征在于普通的玻色子自旋单重态二聚体以及费米子二聚体，它们可以被看作是空穴掺杂的共振价键液体中自旋子和空穴的束缚态。有趣的是，这个模型捕捉到了高$T_c$铜酸盐超导体中金属赝能隙相的几个基本性质。我们确定了一条线的参数空间中的确切的基态波函数可以构建在一个任意密度的费米子二聚体。在这条精确可解的线上，基态有一个巨大的简并度，这可以解释为一个平坦的费米激发带。在精确可解线附近扰动，这种简并被解除，并且基态是在低掺杂极限下具有小口袋费米表面的分馏费米液体。
2018-05-08 cond-mat.str-el
Solvable lattice models for metals with Z2 topological order
我们提出了二维量子二聚体模型，实现了Z2拓扑有序的金属基态。我们的模型是[PNAS 112，9552 -9557（2015）]中引入的二聚体模型的推广，以提供空穴掺杂莫特绝缘体中非常规金属态的有效描述。在特定的参数范围内，我们构造了精确的基态波函数，并证明了基态实现了分数化的费米液体。由于Z2拓扑序的存在，Luttinger计数被修改，并且由费米面包围的体积与远离半填充的掺杂空穴的密度成比例。我们还评论了魔角扭曲双层石墨烯的可能应用。
2019-10-22 cond-mat.str-el
Continuous interpolation between the fully frustrated Ising and quantum dimer models
我们提出了一个新的量子模型，它介于横场中自旋1/2的完全阻挫伊辛模型和二聚体模型之间。该模型包含一个共振价键相，包括一条可精确解的Rokhsar-Kivelson型基态线。我们讨论了这个模型的正方形和三角形（在二聚体表示）晶格上的相图。
2011-06-24 cond-mat.str-el
Ising transition in dimerized XY quantum spin chain
本文提出了一个简单的自旋为1/2的模型，它为研究具有中心荷c=1/2的Ising临界性提供了一个精确可解的例子。通过将其映射到真实的Majorana费米子上，明确地探索了伊辛临界行为，尽管它的玻色子化形式不是双频sine-Gordon模型。
2001-05-30 cond-mat.str-el
Exact Solution and Correlations of a Quantum Dimer Model on the Checkerboard Lattice
我们提出了一个特殊的二聚体模型上的{ \em非二分}和{ \em非平面}棋盘格，不允许周围的对角线链接平行二聚体的分析结果。我们{ \em精确}计算了在周期边界条件下有限棋盘格上的闭堆积二聚体覆盖的个数，并确定了所有的二聚体-二聚体关联。发现后者在一定距离之外消失。我们发现，这个可解的模型，尽管是非平面的，是在密切的亲属关系与著名的范式设置平面同行，允许精确映射到$\mathbb{Z}_2$格点规范理论。
2020-03-26 cond-mat.str-el
Magnon mode truncation in a rung-dimerized asymmetric spin ladder
本文提出了一个精确可解的二聚阶梯非对称自旋梯模型。起源于磁振子衰变的磁振子模截断（最近在一维化合物${\rm IPA-CuCl}_3$中观察到）自然地在该模型中描述。利用Bethe Ansatze描述了一个单磁振子扇区，得到了模型的相互作用常数与实验观测到的能隙能、截断能、自旋速度和截断波矢等物理量之间的关系。在截断点处，结构因子趋于零。
2007-12-07 cond-mat.str-el
Honeycomb antiferromagnet with a triply degenerate dimer ground state
提出了一个蜂窝晶格上自旋为1/2的反铁磁量子模型。它有两个部分，其中之一是通常的最近邻海森堡模型。另一部分是我们引入的多重自旋相互作用项，它对基态是精确可解的。没有海森堡部分，模型有一个确切的三重简并二聚体基态。这种精确的基态在一般自旋S的情况下也存在。对于自旋为1/2的情形，我们进一步在基态进行了三重子分析，研究了海森堡相互作用与多重自旋相互作用之间的竞争。这种近似计算显示了从二聚体有序到Néel有序的连续量子相变。
2009-06-01 cond-mat.str-el
Fourfold degenerate columnar-dimer ground state in square lattice antiferromagnets
在正方晶格上构造并研究了两个自旋为1/2的受抑量子模型，它们类似于反铁磁$J_1$ - $J_2$模型，但增加了一些四自旋交换作用.这些模型承认一个完全可解的情况下，其中的基态由四个简并柱二聚体单态（CDS）配置。远离确切的情况下，我们采用键算符平均场论研究的基态的演变，通过改变相互作用参数。平均场计算揭示了一个量子相图，其中CDS相经历了连续的相变到Néel或共线有序反铁磁相。
2008-03-23 cond-mat.str-el
Class of exactly solvable SO(n) symmetric spin chains with matrix product ground states
引入了一类具有矩阵乘积基态的精确可解SO（n）对称哈密顿算子.对于奇数$n\geq 3$情形，基态是平移不变的Haldom带隙自旋液态;而对于偶数$n\geq 4$情形，基态是具有两倍简并度的自发二聚态.在这两种情况下的矩阵积基态，我们确定了一个隐藏的反铁磁秩序，其特征在于非本地字符串序参量。讨论了广义SO（n）对称双线性双二次模型的基态相图。
2008-09-10 cond-mat.str-el
Gapped symmetric edges of symmetry protected topological phases
对称性保护拓扑（SPT）相是具有对称性保护的无隙边激发的带隙量子相。另一方面，边缘态可以通过自发破缺对称性而被带隙。我们发现，拓扑缺陷的破缺边缘不能增殖，由于其分数统计。然而，通过凝聚拓扑缺陷和任意子的束缚态，可以在SPT相和某些分裂相之间实现带隙的对称边界。我们证明了这两个例子在两个维度：一个精确可解的模型之间的边界拓扑伊辛顺磁体和双半子模型，和一个费米的例子量子自旋霍尔边缘。这样的混合结构包含SPT相和分馏相通常支持环面上的基态简并。
2014-05-19 cond-mat.str-el
Fractional magnetization plateaux of the spin-1/2 Heisenberg orthogonal-dimer chain revisited: strong-coupling approach developed from the exactly solved Ising-Heisenberg model
在微扰强耦合方法中考虑了自旋为1/2的Heisenberg正交二聚体链，该方法是从精确求解的自旋为1/2的Ising-Heisenberg正交二聚体链出发，考虑了Heisenberg二聚体内和Ising二聚体间的耦合.虽然自旋为1/2的伊辛-海森堡正交二聚体链在零、四分之一和二分之一的饱和磁化强度处仅表现出中间平台，但从这个完全可解模型产生的高达二阶的微扰处理另外证实了分数三分之一平台以及无间隙的Luttinger自旋液相。结果表明，采用强耦合方法得到的近似结果与采用精确对角化和密度矩阵重整化群方法得到的自旋为1/2的海森堡正交二聚体链的数值结果非常吻合.在发展的微扰理论中，对单个量子基态的性质进行了全面的研究。
2016-09-21 cond-mat.str-el
Ising Anyons in Frustration-Free Majorana-Dimer Models
二聚体模型长期以来一直是理解拓扑物理学的一个富有成果的游乐场。在这里，我们介绍了一个新的类-称为马约拉纳二聚体模型-其中玻色子二聚体装饰与马约拉纳模式对。我们发现，这种系统的最简单的例子实现了一个有趣的，本质上是费米子相的物质，可以被视为产品的手征伊辛理论，主机deconfined非阿贝尔准粒子，和拓扑$p_x - ip_y$超导体。虽然整体任意子是由伊辛理论的一个副本描述的，但边缘仍然是完全有隙的。因此，这一阶段可能出现在精确可解的、无挫折的模型中。我们描述了两个家长哈密顿：一个概括了著名的二聚体模型的三角形晶格，而另一个是最自然地理解为一个模型的装饰波动的循环蜂窝晶格。使用模块化的变换，我们表明，后者模型的基态流形明确地表现出的所有属性的$\text{Ising} \times (p_x-ip_y)$理论。我们还讨论了一个以上的马约拉纳模式每个网站，实现相关的Kitaev的16倍的方式以类似的方式相概括。
2016-06-15 cond-mat.str-el
String and conventional order parameters in the solvable modulated quantum chain
分析了精确可解量子一维模型的相图和序参量。该模型在其自旋表示是二聚XY自旋链在均匀和交错的横向场的存在下。在费米子表象中，这个模型是具有调制化学势的二聚非相互作用Kitaev链。该模型有一个丰富的相图，其中包含本地和非本地（字符串）订单的阶段。我们已经计算出在同一系统框架内的本地序参量（自发磁化）和非本地字符串序参量，以及拓扑绕组数为所有域的相图。拓扑非平凡的阶段被证明有一个特殊的振荡弦波数$q=π/2$，等待其实验证实。
2019-08-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Loops, sign structures and emergent Fermi statistics in three-dimensional quantum dimer models
介绍并研究了具有正共振项的三维量子二聚体模型。我们证明，它们的基态波函数表现出一个非局部的符号结构，可以准确地制定在循环方面，作为一个直接的后果，单体激发服从费米统计。这些“有符号”量子二聚体模型中的符号结构和费米统计可以自然地用部分子结构来描述，在可解点处变得精确。
2014-02-27 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Colorful points in the XY regime of XXZ quantum magnets
在XY制度的XXZ海森堡模型相图中，我们证明了磁有序相的起源的存在下，具有精确的量子着色基态具有量子经典对应的可解点的影响。使用精确对角化和密度矩阵重整化群计算，对于正方形和三角形晶格磁体，我们表明，在极端XY制度，在$\frac{J_z}{J_\perp}=-1$和$\frac{J_z}{J_\perp}=-\frac{1}{2}$分别与$J_\perp > 0$的可解点的有序物理，螺旋延伸到更各向同性的制度$\frac{J_z}{J_\perp} \sim 1$。我们强调了着色基态的投影结构，以计算固定磁化扇区中的自旋子，从而能够理解静态自旋结构因子和相关比的特征。这些研究结果与各向异性推广的著名的一维Majumdar-Ghosh模型，这也被发现是（基态）可解的。对于这个模型，精确的二聚体和三色基态存在于$\frac{J_z}{J_\perp}=-\frac{1}{2}$，但只有两个二聚体基态生存的任何$\frac{J_z}{J_\perp} > -\frac{1}{2}$。
2021-04-12 cond-mat.str-el
Exact solutions and topological phase diagram in interacting dimerized Kitaev topological superconductors
最近的研究表明，基于两步Jordan-Wigner变换和一次自旋旋转，相互作用Kitaev拓扑超导体模型是精确可解的。我们推广这个模型，包括二聚，这也是完全可解的。我们分析确定的拓扑相图包含七个不同的阶段。当出现费米子多体Majorana零能边态时，系统是拓扑的。有趣的是，有两个四临界点，在每一个四个不同的阶段接触。
2017-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Low-temperature thermodynamics of spin-1/2 orthogonal-dimer chain with Ising and Heisenberg interactions
我们考虑了自旋为1/2的量子正交二聚体链的一个精确可解形式，该链具有海森堡二聚体内耦合和伊辛二聚体间耦合。所研究的量子自旋系统在零温下在饱和磁化强度的1/4和1/2处呈现分数平台，并且在磁化强度跳跃的临界场处具有高度简并的基态。我们研究了低温比热与场的关系。晶格气体描述是在临界场附近制定的，以解释低温比热行为。
2013-07-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Ground and excited-state properties of the extended Hubbard dimer from the multichannel Dyson equation
本文提出多通道Dyson方程作为标准单通道方法的替代，通过耦合多个多体格林函数将准粒子与卫星峰同等处理，在扩展Hubbard二聚体的基态与激发态计算中表现优于GW和二阶Born近似，并正确预测了解离极限下的基态能量与HOMO-LUMO能隙。
2025-07-16 cond-mat.str-el
Exactly Solvable Topological Phase Transition in a Quantum Dimer Model
Joint Quantum Institute, Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学联合量子研究所物理系）；Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland（美国国家标准与技术研究院/马里兰大学联合量子信息与计算机科学中心）；Department of Mathematics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院数学系）；Department of Mathematics, Stanford University（斯坦福大学数学系）
研究量子单子模型在三角晶格上的相变行为，通过调整边缘权重发现临界点处从Z₂量子自旋液体到列状有序态的拓扑相变，利用vison相关函数和拓扑Rényi熵验证相变的拓扑性质。
2026-08-04 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el math-ph
Realization of the Exactly Solvable Kitaev Honeycomb Lattice Model in a Spin Rotation Invariant System
精确可解的Kitaev蜂窝格子模型被实现为具有自旋旋转和时间反演对称性的自旋1/2模型的低能效应哈密顿量。该方法精确地映射到低能有效哈密顿量，且不存在传统微扰级数展开式中的截断误差。该模型由四个自旋1/2矩的簇的蜂窝晶格组成，并包含高达六个自旋（或八个自旋）项的短程相互作用。Kitaev模型中的自旋不是用这些自旋1/2矩来表示，而是用每个团簇中四个反铁磁耦合自旋1/2矩的二维自旋单重态扇区的赝自旋来表示。Kitaev模型中的自旋关联映射到二聚体关联或自旋手征关联。这个精确的构造是相当普遍的，并且可以用来从自旋旋转不变的哈密顿量构造其他有趣的自旋1/2模型。我们讨论了从更自然的耦合产生高阶自旋相互作用的两种可能途径，这涉及微扰展开，从而打破了精确的映射，尽管是以受控的方式。
2010-05-04 cond-mat.str-el
Exactly solvable mixed-spin Ising-Heisenberg diamond chain with the biquadratic interactions and single-ion anisotropy
考虑了混合自旋-（1/2，1）Ising-Heisenberg金刚石链的一个精确可解变体.垂直自旋为1的二聚体被视为具有海森堡双线性和双二次相互作用以及单离子各向异性的量子二聚体，而位于中间位置的自旋为1和自旋为1/2之间的所有相互作用都采用伊辛形式。详细分析了$T=0$的基态相图。相图显示出相当丰富的基态的多样性：饱和的一个，三个亚铁磁性的磁化等于3/5和另外四个亚铁磁性的基态的磁化等于1/5。在零磁场条件下，还存在两个宏观简并的受抑基态。在经典的传递矩阵形式下精确求解该模型，我们得到了系统所有热力学函数的精确表达式。模型的热力学性质通过精确计算配分函数得到了精确的描述，在直接的经典转移矩阵体系中，转移矩阵的元素包含了垂直自旋为1的XXZ二聚体的量子态的信息（垂直链的局域哈密顿量的本征值）.
2010-11-30 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Extend of the $\mathbb{Z}_2$-spin liquid phase on the Kagomé-lattice
Kagomé格点上量子二聚体模型中的$\mathbb{Z}_2$拓扑相是描述同一格点上反铁磁海森堡模型的低能物理的候选者。我们研究的拓扑相位之间的插值精确可解的父哈密顿的拓扑相位和有效的低能量描述的海森堡模型的量子二聚体哈密顿。因此，我们进行了微扰处理的低能量激发的拓扑阶段，包括自由和相互作用的准粒子。我们发现在远离海森堡点的地方有一个相变。由此产生的相位的特征在于由一个自发破缺的旋转对称性和一个单位细胞涉及六个网站。
2017-12-18 cond-mat.str-el
DMRG studies on linear-exchange quantum spin models in one dimension
利用DMRG技术研究了一类自旋为1/2的量子反铁磁链。这些模型中的交换相互作用作为自旋之间的分离的函数线性地减小，对于$|i-j| \le R$为$J_{ij} = R-|i-j|$。对于超过$R$的分离，相互作用为零。范围参数$R$采用正整数值。已知对应于$R$的所有奇值的模型具有与Majumdar-Ghosh（MG）模型相同的精确双简并二聚体基态。实际上，R=3是MG模型。对于偶$R$，除了R=2（Bethe不可解海森堡链）和在$R$的渐近极限中，两个MG二聚体状态再次出现为精确的基态之外，精确的基态通常是未知的。在目前的工作中，我们数值研究了偶$R$模型，其基态是不知道的解析。特别地，对于R=4，6和8，我们计算了一些基态性质。我们发现，不像R=2，更高的甚至$R$模型的自旋间隙，并显示出强大的二聚体-二聚体的MG型相关性。此外，自旋-自旋关联衰减非常迅速，尽管表现出弱的周期性复苏。
2012-07-03 cond-mat.str-el
Thermal entanglement in exactly solvable Ising-XXZ diamond chain structure
大多数量子纠缠研究都集中在两个量子比特或一些有限（小）链结构，因为无限链结构是一个相当繁琐的任务。因此，包含无限链结构的量子纠缠性质是相当重要的，这不仅是因为数学计算繁琐，而且因为实际材料可以很好地用无限链来表示。因此，在本文中，我们考虑具有伊辛和各向异性海森堡（Ising-XXZ）耦合的纠缠金刚石链。两个间隙粒子通过海森堡耦合或简单的两量子比特海森堡耦合，这可能是纠缠出现的原因。这些双量子比特海森堡算子与两个节点伊辛自旋相互作用。无限金刚石链是由晶体-间隙和晶体-间隙（二聚体-单体）位点耦合组成的。我们能够得到两个量子比特算符的热平均值，称为约化的两个量子比特密度算符。由于这些密度算符在空间上是分离的，我们可以在热力学极限下直接得到纠缠度。构造了不同各向异性海森堡参数、不同磁场和不同温度下的热纠缠（并发）。我们还通过各向异性参数、海森堡和伊辛相互作用、外磁场和温度观测了阈值温度。
2012-10-29 cond-mat.str-el
Reduced Density Matrices and Topological Order in a Quantum Dimer Model
二维共振价键（RVB）液体被认为具有拓扑有序性，不存在任何局部序参量。这是“液体”的一个定义性质，但它只在少数精确可解的模型中得到明确证实。本文研究了三角格子上的量子二聚体模型。它具有RVB型的液相，然而，没有一个本地序参量的情况下，尚未得到证明。我们研究这个问题的数值与措施的基础上减少密度矩阵。我们发现一个缩放的措施，强烈支持没有任何本地序参量。
2006-12-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Classical and quantum dimers on the star lattice
我们考虑星形晶格上的二聚体（也称为3-12，Fisher，扩展的kagome或三角形蜂窝晶格）。我们证明了这种格点上的二聚体覆盖具有与kagome格点类似的Z_2箭头和赝自旋表示，并利用这些表示构造了一个具有Rokhsar-Kivelson（RK）基态的精确可解量子二聚体模型（QDM）.这QDM，首先讨论Moessner和Sondhi从不同的角度来看，是一个kagome晶格QDM分析Misguich等人的星格模拟。我们给出了详细的分析的各种性质的经典等重量二聚体模型的星格，其中大部分是相关的RK状态。使用箭头表示法和费米子路径积分公式的Pfweian方法，我们计算的二聚体覆盖，二聚体占据概率，和二聚体，vison，和单体关联函数的数量。我们发现，二聚体是不相关的二聚体进一步远离比相邻的三角形，即vison-vison关联函数消失，和单体-单体关联函数等于1/4，无论单体的位置（有一个例外）。费米子方法的一个关键结果是两点格林函数在短距离之外消失。这些性质与可果美晶格上的二聚体非常相似。我们还讨论了一些概括涉及箭头表示二聚体覆盖的“一般费舍尔格”和“减少”格，与kagome，squagome，三角形kagome格是后者的例子。
2008-11-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum three-coloring dimer model and the disruptive effect of quantum glassiness on its line of critical points
我们构造了Baxter [J.Math.Phys.11，784（1970）]提出的（经典）三色模型的一个量子扩展，它的基态可以沿着Rokhsar-Kivelson可解点的连续线精确计算.量子模型，它承认一个本地的自旋表示，显示至少三个不同的阶段;反铁磁（AF）阶段，量子临界点线，和铁磁（F）阶段。我们认为，在铁磁相，该系统不能达到动态的量子基态时，耦合到一个浴通过本地相互作用，从而徘徊在量子glassiness状态。
2005-09-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dimer XXZ Spin Ladders: Phase diagram and a Non-Trivial Antiferromagnetic Phase
研究了外场作用下二聚体$XXZ$自旋模型，在两个阶梯上，阶梯上有各向同性的海森堡相互作用，轨道上有各向异性的$XXZ$相互作用。采用解析和数值相结合的方法，建立了基态相图，研究了量子相变和富相的性质，包括全极化相、单重态二聚体相、Luttinger液体相、三重态固体相和带隙的非平凡反铁磁相.基于可解的有效哈密顿量的解析分析，提出了清晰的视图的相位和过渡。在有限系统上采用量子MonteCarlo和精确对角化方法来验证相变的精确性质。在所有的相，我们特别注意的缺口反铁磁相，这是一个非平凡的，表现出时间反演对称性。我们还讨论了如何在实验中检测到我们的发现，根据超冷原子技术的进步。
2013-12-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Scaling Property of the F-AF Spin Chain Near the Exactly Solvable Point
在$z$ -方向上最近邻的$J_1$相互作用具有与$J_1 (1-α)$相同的弱各向异性的情况下，我们用$J_1<0$和$J_2>0$研究了$J_1$-$J_2$自旋为1/2的链的基态。我们对小$α$和$λ\equiv J_2- |J_1|/4$进行了微扰分析，得到了$α= λ= 0$未微扰基态的精确解。详细研究了基态能量的标度性质。通过对有限尺寸体系的数值对角化分析，得到了自旋流体与二聚物相之间的相边界方程为$α_{\rm c} = 14 λ_{\rm c}^{4/3}$。
2010-03-25 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Ising nematic fluid phase of hard-core dimers on the square lattice
我们提出了一个模型的经典硬核二聚体的正方形晶格，包含一个伊辛相在其相图。我们考虑一个模型，在一个给定的格子上的平行二聚体的吸引力的相互作用和相邻的平行二聚体的吸引力的相互作用在同一行（{ \it viz}列）的晶格。通过广泛的蒙特卡罗模拟，我们发现，与有限密度的孔的相图，随着温度的升高，柱状晶相，伊辛连续相变分离的液体相和无序的流体相。我们提出了强有力的证据伊辛普适性类的两个过渡。伊辛相可以被解释为一个中间的经典热力学相（可能是一个强关联的反铁磁体），也可以被解释为一个二维量子二聚体模型的相，该模型使用了Rokhsar-Kivelson构造的精确可解量子哈密顿量。
2014-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Exactly Solvable Lattice Models with Crossing Symmetry
我们展示了如何计算精确的配分函数的格子物理力学模型的玻尔兹曼权重服从一个特殊的“交叉”对称性。交叉对称性使不同三价图上的配分函数相等，从而允许变换到易于计算配分函数的图。最简单的例子是计算蜂窝网格上没有端点的网的数量，包括每个分支的权重。其他例子包括在可果美晶格上的伊辛模型，具有三自旋相互作用，在任何角共享三角形图上的二聚体，以及在蜂窝晶格上的非交叉环，其中每个边缘上允许多个环。我们给出了几种方法来获得这种交叉对称模型，一个利用离散群和另一个任意子融合规则。我们还提出的结果表明，模型略有偏离交叉对称性，一个真实的空间抽取（重正化群样）程序恢复交叉对称性。
2012-12-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum magic of strongly correlated fermions $-$ the Hubbard dimer
SISSA, Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati（国际高等研究院）；Institute of Solid State Physics, Technische Universität Wien（维也纳工业大学固体物理研究所）
研究Hubbard双极子模型的非稳定化性（量子魔力）内容，通过分析零温、有限温性质及量子淬火协议中的时间演化，评估局部和非局域非稳定化性，并与其他量子态复杂性资源进行比较，证明非稳定化性作为一种根本不同的量子资源的重要性。
2026-06-25 cond-mat.str-el quant-ph
Disentanglement, disorder lines, and Majorana edge states in a solvable quantum chain
我们研究了精确可解的一维模型：具有均匀和交错横向场的二聚$XY$链，在费米化时等价于具有调制的非相互作用的二聚Kitaev-Majorana链。该模型有三个已知的带隙相位与本地和非本地（字符串）的订单，随着无隙的无公度（IC）相位的$U(1)$限制。临界性由模型的配分函数的零点性质控制，解析地延续到复波数上。在基态，它们成为哈密顿量谱的复零点。这些根的分析产生的相图，其中包含连续的量子相变和较弱的奇异性称为无序线（DL）或调制过渡。后者，报告首次在这个模型中，示出发生在两种类型：与连续出现的IC振荡的第一类的DL，和DL的第二种对应于振荡的波数的跳跃。零点的频谱的显着属性是，基态被证明是可分离的（因式分解）和模型是解开的DL的一个子集。通过对这些零点的分析，我们还找到了Majorana边缘态及其波函数。
2022-09-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el math-ph
Magneto-thermal properties of the Heisenberg-Ising orthogonal-dimer chain with triangular XXZ-clusters
研究了外加磁场作用下正交二聚体链上三角XXZ团簇的自旋1/2模型。首先，我们讨论的情况下，三角形集群耦合通过中间的“经典”伊辛自旋。对角化的三角XXZ-集群产生确切的基态，有限温度的性能计算精确的一个额外的传输矩阵的步骤。详细的分析揭示了在磁化强度M等于饱和磁化强度M=1的分数0、1/4和1/2处的各种各样的基态。这些基态中的一些自发地破坏平移对称性并引起单位晶胞的加倍。在第二部分中，我们提出了互补的数值数据自旋1/2海森堡模型的正交二聚体链。我们分析了几个例子的T=0磁化曲线，熵作为温度T和磁场的函数，以及相关的磁冷却速率。这两个模型的比较表明，在某些情况下，简化的精确可解模型产生一个更具有挑战性的量子模型的定性或有时甚至定量准确的描述，包括可能与实验观察的增强磁热效应的二维化合物SrCu 2（BO 3）2的情况。
2012-08-14 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Phase diagram of the quantum spin-1/2 Heisenberg-$Γ$ model on a frustrated zigzag chain
本文利用密度矩阵重整化群研究受挫锯齿链上自旋-1/2海森堡-$Γ$模型的基态相图，揭示向列单态-二聚体相等多种磁性与非磁性相，并解释了YbCuS$_2$中无能隙非磁性低温相的可能起源。
2024-06-22 cond-mat.str-el
Quantum dimer model with Z_2 liquid ground-state: interpolation between cylinder and disk topologies and toy model for a topological quantum-bit
我们考虑最近引入的kagome晶格上的量子二聚体模型（QDM）[Phys. Rev. Lett. 89，137202（2002）]。实现了Z_2液相，准确地获得了其光谱。当晶格具有非平凡的几何形状（圆柱体、环面等）时，它显示拓扑退化。我们讨论和解决两个扩展的模型，其中沿线引入扰动：第一个引入的势能项排斥（或吸引）沿线的二聚体被添加，第二个扰动允许创建，移动或破坏单体。对于每一个这些扰动，我们表明，存在一个临界值以上，在热力学极限，简并的基态是解除从2（在一个圆柱）到1。在这两种情况下，前两个能级之间的间隙的精确值是通过映射到横场中的伊辛链来获得的。该模型提供了一个拓扑量子比特的可解哈密顿量的例子，其中两个微扰在二维子空间中充当对角算子和横截算子。我们讨论了如何交叉的过渡可能被用于量子比特的操作，以优化同时的操作频率和由于退相干的损失。
2005-05-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Observation of a 4-spin Plaquette Singlet State in the Shastry-Sutherland compound SrCu2(BO3)2
相互作用自旋系统的研究对现代凝聚态物理具有重要意义。在阻挫晶格上，磁交换相互作用不能同时满足，并且经常引起竞争的奇异基态。SrCu_2（BO_3）_2实现的二维Shastry-Sutherland晶格是对量子磁性理解的一个重要检验。它被构造成在一定的交换参数和阻挫范围内具有精确可解的2-自旋二聚体单重态基态。虽然精确的二聚体状态和反铁磁顺序在相图的两端是众所周知的，基态和自旋相关的中间挫折范围内一直有广泛的争论。我们在这里报告的第一个实验鉴定的SrCu 2（BO 3）2中的单重态中间相。在21.5 kbar的压力调谐后，通过非弹性中子散射观察到它。这种带隙的单重态具有很强的4-自旋关联，导致在40 kbar以上跃迁到有序的Neel态，这可以实现去精细的量子临界点。
2016-03-07 cond-mat.str-el
Field Theoretic Studies of Quantum Spin Systems in One Dimension
本文介绍了研究一维量子自旋系统的几种场论方法。这些方法包括非线性西格玛模型的方法，这是特别有用的大值的自旋，Luttinger液体和玻色化的想法，这是更有用的小值的自旋，如自旋1/2，和技术的低能量有效的哈密顿量，这可能是有用的，如果正在考虑的系统是微扰接近一个完全可解的模型。我们将这些技术应用于类似的自旋模型，如自旋链与二聚和挫折，并在磁场的存在下的自旋梯。这项比较研究说明了不同方法的相对优势。
2001-07-04 cond-mat.str-el
Local and nonlocal order parameters in the Kitaev chain
本文应用Jordan-Wigner变换和其它对偶变换，计算了Kitaev链在一个特殊对称点上的相互作用和二聚化相的序参量。我们使用的字符串序参量（SOP）通过关联函数的马约拉纳字符串运算符定义。将SOP映射到某些对偶Hamilton算子的局部序参量上，并易于计算。我们已经表明，相互作用的二聚链的相图包括与传统的本地秩序的阶段，以及与非本地SOP的阶段。从临界指数的结果，我们推断的二维伊辛普适性类的临界在特定的对称点，该模型是完全可解的。
2018-02-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Phase Diagram and Quench Dynamics in a Spinful Interacting Kitaev Chain
我们考虑一个精确可解的相互作用的自旋Kitaev链，这是一个推广的Mattis-Nam模型。最近邻的二聚化相互作用有利于产生不相交的分子，从而使量子相变为绝缘相。的相位的特征在于静态和动态的磁化强度和自旋单重态的相关性，通过使用精确的解决方案。该模型被证明是完全可解的边界相互作用的存在下，这是起源于一个自旋单态超导配对和磁场。我们利用精确的解决方案，调查由于在边界处淬火的平衡动力学。在最近邻磁对和自旋单重态对中，扰动的传播表现出不同速度的长时间弹道行为。
2019-12-03 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum phase transition between symmetry enriched topological phases in tensor-network states
提出张量网络可解模型，研究二维SET相变，揭示时间反演对称下三个相及相边界临界行为，并推广至其他拓扑相。
2023-09-04 cond-mat.str-el quant-ph
Topological phase diagrams of exactly solvable non-Hermitian interacting Kitaev chains
本文研究非厄米相互作用 Kitaev 链的拓扑相，精确给出复 Hubbard 作用下二聚化 Kitaev-Hubbard 链的相边界，并结合数值方法揭示非厄米拓扑简并区域。
2023-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
From weakly interacting spinons to tightly bound triplons in the frustrated quantum spin-Peierls chain
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Gdańsk University of Technology（格但斯克理工大学）；Japan Atomic Energy Agency（日本原子力机构）
本研究通过高分辨中子能谱与张量网络模拟，在CuGeO₃中观测到阻挫量子自旋-派尔斯链里自旋子到紧束缚三子的转变，揭示阻挫与二聚化的相互作用可重塑分馏与禁闭过程，挑战了传统认知。
2025-08-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hamiltonian models of lattice fermions solvable by the meron-cluster algorithm
我们引入了自旋半格费米子的半满哈密顿量，它可以在任何维度上用有效的meron簇算法进行研究。与通常的二分半满哈伯德模型一样，原始的$U(2)$对称性被增强为$SO(4)$。另一方面，我们的模型有一个新的自旋电荷翻转${\mathbb Z}^C_2$对称性，这是一个重要的成分，自由无质量费米子。在这项工作中，我们专注于一个空间维度，并表明我们的模型可以被视为一个晶格正则化的双味手征质量Gross-Neveu模型。在存在Hubbard耦合$U$的情况下，我们的模型仍然是可解的，该耦合映射到一维Gross-Neveu和Thirring耦合的组合。利用分子簇算法，我们发现当$U=0$。从我们的场论分析，我们认为，价键固体的形式不可避免的，因为一个有趣的挫折之间的自旋和电荷部门的重整化群流强制执行的${\mathbb Z}^C_2$对称性。这种状态自发地通过一个晶格单元破坏平移对称性，这可以用连续体中的$\mathbb{Z}_2^χ$手征对称性来识别。我们发现，增加$U$诱导量子相变的临界相描述的$SU(2)_1$ Wess-Zumino-Witten理论。这两个阶段之间的量子临界点是已知的自旋和二聚体之间表现出一种新的对称性增强。在这里，我们验证了这些关联函数的标度关系的临界点附近的数值。我们的研究开辟了令人兴奋的可能性数值访问类似的新相变在更高的维度，在费米子晶格模型使用的meron集团…
2021-10-07 cond-mat.str-el hep-lat
Models of interacting bosons with exact ground states: a unified approach
本文提出一种统一方法，构造一类无阻挫相互作用玻色子哈密顿量，其精确基态由经典晶格气体权重决定，涵盖多种已知可解模型及新奇的量子基态。
2025-02-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Lattice models that realize $\mathbb{Z}_n$-1-symmetry protected topological states for even $n$
当一些拓扑激发具有非常高的能量标度而另一些拓扑激发具有低能量时，在拓扑有序状态中没有对称性的低能量下可以出现更高的对称性。在这个极限下，拓扑序的低能性质，以及涌现的高对称性，可以用高对称性保护的拓扑序来描述。这促使我们，作为一个最简单的例子，研究了$\mathbb{Z}_n$ -1-对称性保护拓扑（1-SPT）态在3+1D的偶$n$的晶格模型。给出了一个精确可解的格模型，并研究了它的边界变换。在边界上，我们证明了具有非平凡自统计的任意子的存在性。对于$n=2$的情况下，其中批量分类是由一个整数$m$模$4$，我们表明，边界可以与双半元拓扑顺序为$m=1$和复曲面代码为$m=2$的间隙。体基态波函数的振幅由对偶晶格中的环的连接数给出。我们的结构可以推广到任意1-SPT保护有限酉对称。
2020-01-08 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Confined phases of one-dimensional spinless fermions coupled to $Z_2$ gauge theory
研究了一维无自旋费米子与动力学$Z_2$规范场相互作用的量子多体晶格系统。规范场介导费米子之间的长程吸引，导致它们被限制在玻色子二聚体中。在强耦合，我们开发了一个精确可解的有效理论，这样的二聚体与紧急约束。即使在一般耦合和费米子密度下，模型也可以重写为局域自旋链。使用密度矩阵重整化群的系统示出形成一个Luttinger液体，表明出现的分数激发，尽管限制的晶格费米子。在一个有限的链中，我们观察到的弗里德尔振荡周期的加倍铺平了道路，对实验检测限制在这个系统中。我们讨论了莫特相在相称填充$2/3$的可能性。
2020-02-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-lat
Exact non-magnetic ground state and residual entropy of S = 1/2 Heisenberg diamond spin lattices
提出了一个由金刚石单元结构组成的可精确解的受抑量子自旋模型。基态的特征是在一定的各向同性交换作用范围内具有宏观简并度的四聚体-二聚体态。精确计算出激发能隙的下界是有限的，而零温极限下的体熵仍然是有限的，这取决于系统边界的形状。在高温下，六方金刚石晶格的剩余熵为0~6.1%，四方金刚石晶格的剩余熵为0~8.4%。这些金刚石晶格被推广到任何尺寸，它很可能是实验合成。
2016-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Criticality and Deconfinement in Phase Transitions Between Valence Bond Solids
我们考虑自旋半量子反铁磁体在两个空间维度的量子极限，其中的自旋是在一个价键固体（VBS）相。两个这样的VBS阶段之间的过渡进行了研究。在某些情况下，一个有趣的二阶跃迁由一个固定的线与变化的临界指数，如果发现.一个具体的例子是提供了一个反铁磁耦合双层系统的蜂窝晶格，其中连续的量子相变可以一般存在于两个VBS相之间.此外，这些临界点是不受限制的，在这个意义上说，有间隙的自旋1/2自旋激发出现在过渡。这个临界点的低能物理学（直到最小的不相关的相互作用）只包含一个自由的二次色散的“光子”。这种连续过渡一侧的相结构是非常复杂的，由一系列以“魔鬼楼梯”形式无限紧密间隔的进一步过渡组成。类比与以前的例子去限制量子临界性的强调。单层系统中密切相关的过渡进行了探讨。这些只是在某些多临界点上的二阶。发现单层系统量子二聚体模型的可解Rokshar-Kivelson点对应于一个非常特殊的非一般多临界点
2004-05-29 cond-mat.str-el
Exact ground state on the 3D analogue of the Shastry-Sutherland model
本文通过变形烧绿石晶格构建Shastry-Sutherland模型的三维类似物，证明经典自旋相图可解析处理且量子S=1/2二聚体单重态在有限区域仍为精确基态，并利用精确对角化表明三维中该相更稳定，为研究维度对量子阻挫和自旋液体行为的影响提供了可控平台。
2025-07-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spin-1 chain with spin-1/2 excitations in the bulk
我们提出了一个自旋为1的链，其哈密顿量具有三个精确可解的基态。其中两个是完全二聚化的，类似于自旋为1/2的链的Majumdar-Ghosh（MG）态，而第三个是Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki（AKLT）型。我们使用变分和数值方法来研究这些基态之间的低能量激发以不同的方式插入。特别地，存在插入在MG和AKLT基态之间的自旋1/2激发;这是系统的最低激发，并且它具有令人惊讶的小间隙。我们讨论了我们的自旋分馏模型的推广到更高的自旋链和更高的维度。
2007-03-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
A continuum of compass spin models on the honeycomb lattice
具有空间相关相互作用的量子自旋模型，即罗盘模型，在研究受抑量子磁性中起着重要的作用。一个例子是Kitaev模型的蜂窝晶格与自旋液体基态和任何离子激发。另一个例子是在同一晶格上的几何受抑量子$120^\circ$模型，其基态尚未明确建立。为了将Kitaev模型推广到精确可解的极限之外，并将其与其他罗盘模型相连接，我们提出了一个新的模型，称为“三脚架模型”，它包含了一个连续的罗盘型模型。它通过调整一个参数$θ'$，即自旋空间中三脚架的三条腿之间的角度，平滑地插值伊辛模型、Kitaev模型和量子$120^\circ$模型。因此，它不仅统一了三种典型的自旋模型，而且使它们的量子相变的研究成为可能。在热力学极限下，利用张量网络数值计算了三脚架模型的相图。我们证明了量子$120^\circ$模型的基态具有长程二聚体有序。此外，我们发现一个扩展的自旋无序（自旋液体）之间的二聚体相和反铁磁相。本文所概述的一系列受抑自旋模型的统一和求解，对于探索其他量子自旋或轨道模型的新领域可能是有用的。
2016-06-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Geometric Entanglement in Topologically Ordered States
在这里，我们研究拓扑秩序和几何纠缠之间的联系，作为衡量的对数之间的重叠一个给定的状态和它的最接近的产品状态的块。我们这样做的各种拓扑有序的系统，如环面代码，双semion，色码，量子双模型。正如纠缠熵所发生的那样，我们发现，对于足够大的块尺寸，几何纠缠是两个贡献的总和：服从边界定律的批量贡献乘以块的数量，以及量化拓扑有序状态的长程纠缠的潜在模式的贡献。这种拓扑贡献在大多数情况下也存在于单自旋块的情况下，并构成了基于多体纠缠测度的这些量子态的拓扑序的另一种表征。特别是，我们看到，拓扑项的二维色码是两倍的复曲面代码，根据最近的重整化群参数。受此启发，我们也得到了一个一般的形式主义，以获得上限和下限的几何纠缠态与非阿贝尔对称性，我们用它来分析量子双模型。此外，我们还分析了鲁棒性的拓扑贡献重整化和微扰理论参数，以及小系统的数值估计。我们的一些结果依赖于从系统中分离单个站点的能力，这在我们的框架中总是可能的。此外，我们将我们的结果与拓扑系统中纠缠的相对熵联系起来，并讨论了一些张量网络数值方法，这些方法可用于提取超出精确可解模型的大系统的拓扑贡献。
2013-12-11 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
