Exploring excited eigenstates of many-body systems using the functional renormalization group
本文采用近似的、基于泛函重整化群的方法计算了任意能量下大费米多体系统纯激发本征态的关联函数。该算法是thouroughly基准和他们的优点和缺点记录使用一维相互作用的紧绑定链作为原型测试平台。我们研究了两个“玩具应用”从世界的Luttinger液体物理：生存的低激发态的幂律以及高能量的光谱功能的“块”激发功能的几个单粒子费米边缘。
2018-04-10 cond-mat.str-el
Many-Body Quantum States with Exact Conservation of Non-Abelian and Lattice Symmetries through Variational Monte Carlo
最近，由于波函数的发展，利用变分原理优化量子态的研究出现了一个高潮。为了提高ansätze的准确性，施加系统的对称性是一种由来已久的策略。我们提出了一个全局非阿贝尔对称性固有地嵌入在其结构中的一个anomaly。我们扩展的模型，以及将晶格对称性。我们考虑了正方形晶格上的二维受抑$J_1$ - $J_2$模型的典型例子，对于该模型，本征态很难变分建模。我们的新方法保证了所得到的基态的总自旋为零。2D $J_1$ - $J_2$模型的基准测试证明了其在表示基态方面的最新性能。此外，我们的方法允许找到与所考虑的对称性（包括非阿贝尔对称性）相关联的具有确定的量子数的激发态的波函数，而不修改网络的架构。
2021-09-21 cond-mat.str-el quant-ph
Sixteenfold Classification of Many-Body Multipoles from Rotation-Compatible Canonical Symmetries
Graduate School of Science, Hokkaido University（北海道大学理学研究科）
研究多体多极子分类问题，利用与旋转兼容的规范对称性，通过两个附加标签实现十六重分类，可组织多体多极子空间中相关选择规则。
2026-07-16 cond-mat.str-el
Many-body topological invariants for fermionic short-range entangled topological phases protected by antiunitary symmetries
我们提出了一个完整的多体制定的拓扑不变量的各种拓扑相位的费米子保护的反对酉对称性，这并不涉及单粒子波函数。例如，我们构建了多体$\mathbb{Z}_2$拓扑不变量的时间反演对称拓扑绝缘体在两个空间维度，这是一个多体对应的凯恩-梅勒$\mathbb{Z}_2$不变量写在单粒子布洛赫波函数。我们表明，一个重要的成分的建设的多体拓扑不变量是一个费米子部分转置，这基本上是标准的部分转置配备了一个符号结构，以占反交换性质的费米子运营商。我们还报告了一些基本的结果，对各种引脚结构-一个关键的概念背后，我们的策略，用于构建多体拓扑不变量-如障碍，同构类，和狄拉克量子化条件。
2018-07-06 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Entanglement in first excited states of some many-body quantum spin systems: indication of quantum phase transition in finite size systems
我们计算了$1$-D海森堡受挫$J_1$自旋链的第一激发态的纠缠度，并观察到在耦合强度$α=J_2/J_1\approx0.241$附近本征态的纠缠度的突然变化，其中先前已经报道了从自旋流体相到二聚体相的量子相变。我们数值观察到这种现象的自旋链与$8$网站的$16$网站，和值的$α$的纠缠的变化被观察到渐近趋于一个值$α_c\approx0.24116$。我们计算了具有偶数和奇数自旋的自旋链的有限尺度标度指数。可以注意到，在系统的基态上应用的二分以及多分纠缠测量未能检测到在$1$-D海森堡受抑$J_1$ - $J_2$自旋链中从无带隙相位到带隙相位的任何量子相变。此外，我们还测量了其他自旋模型如$2$-D Heisenberg $J_1$ - $J_2$模型和Shastry-Sutherland模型的第一激发态的二体纠缠，发现了类似的量子相变现象.
2020-11-12 cond-mat.str-el quant-ph
The tenfold way redux: Fermionic systems with $N$-body interactions
我们提供了一个系统的治疗的10倍的方法分类费米子系统，自然允许研究那些与任意的$N$体相互作用。我们确定了四种类型的对称性，这样的系统可以拥有，其中包括一个普通的类型（通常的酉对称性），和三个非普通的对称性（如时间反转，电荷共轭和子晶格）。专注于系统，拥有没有非平凡的普通对称性，我们证明了非平凡的对称性是强约束。这种方法不仅非常自然地导致十倍类，而且还获得了这些对称性在十个类中的每一个的规范表示。我们还提供了一个组上同调的角度来看，我们的结果在投影表示。然后，我们使用规范表示的对称性，以获得任意$N$体相互作用的哈密顿量的结构，在每一个十类。我们表明，空间的$N$体哈密顿具有仿射子空间（向量空间）结构的类，其中有一个或两个电荷共轭和子格对称性。我们的结果可以帮助解决开放的问题上的相互作用的费米子系统的拓扑分类。
2016-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Particle-hole symmetry, many-body localization, and topological edge modes
利用重整化群方法和精确对角化方法研究了一维粒子-空穴对称无序（相当于随机键XXZ链）相互作用费米子的激发态.在不存在相互作用的情况下，整个多体光谱表现出无限随机的量子临界行为，具有高度简并的激发态。我们表明，虽然相互作用是一个无关紧要的扰动在基态，它们极大地影响激发态的结构：即使任意的弱相互作用分裂的热化（弱无序）或自发破缺的粒子-空穴对称性，驱动系统进入多体局域自旋玻璃相（强无序）的简并。在这两种情况下，非相互作用模型的量子临界性质被破坏，无论是热退相干或自发对称性破缺。这个系统有一个有趣的和违反直觉的性质，即多体光谱的边缘比光谱的中心更不局域化。我们认为，我们的结果排除了某些激发态拓扑序的存在。
2016-04-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
lattice-symmetries: A package for working with quantum many-body bases
精确对角化（ED）是量子多体理论中最可靠、最成熟的数值方法之一。该方法的主要限制因素是Hilbert空间维数与系统规模的指数标度。幸运的是，考虑到对称性，有效尺寸可以减少几个数量级。在这里，我们提出了晶格对称性，一个软件包，用于处理这种适应性强的量子多体基和算子。它支持自旋为1/2的粒子的基底，具有任意用户定义的对称性和通用的1-，2-，3-和4-点算子。作为一个应用程序的例子，我们讨论SpinED程序，它可以很容易地对角化集群的至少42个站点在一个单一的节点，从而使大规模的ED很容易访问的人没有背景的数值方法和计算物理。
2021-09-29 cond-mat.str-el physics.comp-ph
Coupled-cluster calculations for the ground- and excited-states of the spin-half XXZ model
在包含两体长程关联和高阶四体局域关联的近似下，将耦合团簇方法应用于正方晶格上自旋为1/2的反铁磁XXZ模型.改进的基态能量，亚晶格磁化强度，和临界各向异性相比，包括单独的两体相关的近似。我们还得到了完整的激发谱，这与量子Monte Carlo结果和高阶自旋波理论符合得很好。
2012-02-21 cond-mat.str-el
Construction of Entangled Many-body States via the Higgs Mechanism
通过将希格斯机制的关键思想应用于没有规范结构的系统，我们提供了一个产生量子多体纠缠的指导原则。构造了与Higgs机制相关的幺正算符，称之为平均算符，并将其用于从平凡态制备纠缠多体态。我们在正方形晶格上发现了一个具有两个Ising对称性的纠缠态，并发现了具有不同对称性和晶格的纠缠态。合理的应用量子模拟器，如里德伯原子和被困离子，也进行了讨论，解释的平均运营商的伊辛耦合门。
2022-01-25 cond-mat.str-el quant-ph
Entanglement of Exact Excited States of AKLT Models: Exact Results, Many-Body Scars and the Violation of Strong ETH
我们在arXiv：1708.05021中介绍的不可积模型的精确激发态的纠缠上得到了多个精确结果。我们首先讨论了一个一般的形式主义，解析计算的确切激发态的纠缠谱使用矩阵乘积状态和矩阵乘积算子，并说明了该方法通过复制单模激发的一般结果。然后，我们应用这种技术来解析地获得无限的状态的自旋- $S$ AKLT模型在零和有限的能量密度限制塔的纠缠谱。我们发现，在零密度极限下，态塔的纠缠谱是热力学极限下基态纠缠谱的多重移位拷贝。我们表明，这种相似性被破坏在任何非零的能量密度。此外，纠缠熵$\mathcal{S}$的塔的状态，在大部分的频谱是亚热$\mathcal{S} \propto \log L$，而不是体积定律$\mathcal{S} \propto L$，从而表明违反了强本征态热化假说（ETH）。这些状态就是现在所谓的多体伤疤的例子。最后，我们解析地研究了激发态纠缠谱中的有限尺寸效应和量子保护简并，推广了现有的理论。
2018-07-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el math-ph
Gauging quantum states: from global to local symmetries in many-body systems
我们提出了一个操作程序，将全球的对称性转化为局部对称性的水平上的个人量子态，而不是典型的规范规定的哈密顿量或拉格朗日量。然后，我们构建了一个兼容的规范映射的运营商，保持局部性和再现简单运营商的最小耦合计划。通过将这种构造与投影纠缠对态（PEPS）的形式主义相结合，我们可以证明，对于可能具有拓扑序的组合规范-物质系统，物质场的单射PEPS被规范化为G-单射PEPS.我们导出了相应的父哈密顿量，它是一个与零耦合常数下的Kogut-Susskind哈密顿量密切相关的无阻挫规范理论哈密顿量。然后，我们可以引入规范动力学在有限值的耦合常数通过应用本地过滤操作。这个方案的结果在一个低参数的家庭规范不变的状态，我们可以准确地探测相图，我们通过研究Z2规范理论与希格斯物质。
2015-01-12 cond-mat.str-el hep-lat quant-ph
Computing excited eigenstates using inexact Lanczos methods and tree tensor network states
针对量子多体系统激发本征态计算困难的问题，提出结合非精确Lanczos方法与树张量网络态的新方法，在三个高维分子体系振动激发态计算中验证了有效性，可推广至其他量子多体系统。
2025-10-22 cond-mat.str-el physics.chem-ph physics.comp-ph
Many-body luminescence from highly excited quantum-confined structures
本文综述了半导体纳米结构发光中的多体效应。高激发态量子限制结构的多体发光在概念上是一个重要的课题，因为一个新的参数，能级间距，起着至关重要的作用。这种间隔并不像看起来的那样仅仅是体发光光谱的离散化。有限间距与相互作用（甚至是弱相互作用）的相互作用导致了一个高度非平凡的发射线序列，它们的高度揭示了系统中的多体关联。在这里的复杂结构的发射光谱，导致在多粒子（但有限）系统的shakeup过程中，被证明为一个特定的几何形状，其中相互作用的载流子被限制在一个环的限制的电子空穴系统。对于这种几何形状，Luttinger液体理论允许人们精确计算所有多体谱线的强度。线的位置由电子和空穴的能级间距的关系决定。当接近发射阈值时，相互作用仅引起单粒子谱线的弱振荡卫星，而远离阈值时，离散发光光谱完全由多体跃迁主导。我们描述了计算有限一维系统光谱的Luttinger液体方法。计算之前，从各种无限系统的多体发光的实验和理论工作的详细审查。我们还回顾了量子纳米环的实验和理论研究现状。
2003-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effective theories for many-body systems with nonuniform symmetries
研究具有非均匀对称性的多体系统，开发统一框架，通过附加场理解其效应，导致运动学约束重塑红外动力学，在对称破缺系统和有限温度下有新表现，产生新物理现象。
2026-07-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-th
Systematic reduction of sign errors in many-body problems: generalization of self-healing diffusion Monte Carlo to excited states
最近发展的自愈扩散蒙特卡罗算法[PRB 79，195117]扩展到激发态的计算。形式主义是基于激发态固定节点近似和混合估计的激发态概率密度。用递归方法同时求出了不等价节袋的固定节基态波函数。使用两种方法防止波函数衰减到较低能量状态：i）去除改进的试探波函数到先前计算的本征态的投影。ii）调整每个节点袋的参考能量，以便在全局固定节点波函数中产生扭结，当局部平滑时，以较低能量袋为代价增加较高能量袋的体积，直到每个袋的能量变得相等。这种参考能量方法的目的是找到节点结构，是一个给定的节点拓扑结构内的节点的任意波动的局部最小值。我们证明了在一个模型系统中，该算法收敛到玻色子和费米子的情况下的多体本征态。
2009-08-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Deviating band symmetries and many-body interactions in a model hole doped iron pnictide superconductor
本文用角分辨光电子能谱研究了最佳掺杂的铁磷属元素化物超导体Ba $_{0.6}$ K $_{0.4}$ Fe $_2$ As $_2$（T $_c$ = 37 K）的低能能带结构.偏振对比测量被用来识别和跟踪所有三个低能量的类空穴带预测局域密度近似（LDA）计算。光发射的电子揭示了不一致的LDA预测的对称性沿$Γ$ -X高对称动量轴，由于电子动力学的意外强大的旋转各向异性。我们评估的多体效应，如莫特-哈伯德相互作用，可能是异常的基础，并讨论如何观察到的LDA能带结构的偏差影响铁磷属元素化物库珀配对的空穴掺杂制度的能量。
2012-10-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nonequilibrium many-body dynamics along a dissipative Hubbard chain: Symmetries and Quantum Monte Carlo simulations
在耗散哈伯德模型下研究了声子环境下一维链上关联电荷转移的非平衡动力学。对于无处不在的自旋玻色子模型的推广，详细分析了对称性的关键作用，并识别了相应的不变子空间。它示出的时间演化通常发生在每个分离子空间独立地导致，例如渐近到一个非玻尔兹曼平衡态。在此基础上，利用改进的实时量子蒙特卡罗方法，得到了两个相互作用电子的显式结果。在非相干制度的多体动力学到同构的单粒子运动的适当映射允许的速率方程的数值数据的近似描述。这些结果可能会导致新的控制方案的电荷输运在定制的量子系统，例如分子链或量子点阵列。
2006-05-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Adaptive variational quantum eigensolvers for highly excited states
量子多体系统的高激发态是量子动力学和热化研究的中心对象，由于其体积律纠缠内容，挑战了经典计算方法。在这项工作中，我们探讨了潜在的变分量子算法来近似这样的状态。我们提出了一种自适应变分算法，自适应VQE-X，自生成的变分不等式的任意本征态的多体哈密顿量$H$，试图最大限度地减少能量方差相对于$H$。我们基准的方法，将其应用到一个伊辛自旋链与可积和不可积制度，在那里我们计算各种感兴趣的数量，包括总能量，磁化强度密度，和纠缠熵。我们还比较了自适应VQE-X的折叠谱方法的自适应变体的性能。对于这两种方法，我们发现一个很强的依赖性的算法的性能上的选择用于自适应建设的anastrophic的运营商池。特别是，一个运营商池，包括远程两体门加速这两种算法在不可积制度的收敛。我们还研究了变分参数的数量与系统大小的标度，发现指数大量的参数可能是必要的，以近似个人的高度激发态。然而，我们认为，这些方法奠定了基础，使用量子算法来研究有限的能量密度多体系统的属性。
2022-02-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
From Dirac semimetals to topological phases in three dimensions: a coupled wire construction
三维Weyl和Dirac（半）金属具有强的无带隙电子能带结构。它们的无质量单体能谱受到晶格平移、（螺旋）旋转和时间反转等对称性的保护。在本文中，我们讨论了这些系统中的多体相互作用。我们专注于强相互作用，保持对称性，并在单体平均场制度。通过将Dirac（半）金属映射到基于三维耦合Dirac线阵列的模型，我们证明了：（1）Dirac（半）金属可以在不破坏对称性的情况下获得多体激发能带隙，和（2）相互作用可以使一个异常的外尔（半）金属相，否则禁止在单一的对称性，并且只能全息地存在于四维弱拓扑绝缘体的边界上。这两种拓扑状态都支持分数带隙（无隙）体（分别为：边界）准粒子激发。
2019-03-04 cond-mat.str-el
Bootstrapping Symmetries in Quantum Many-Body Systems from the Cross Spectral Form Factor
Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学理论科学研究所）；Department of Physics, Princeton University（普林斯顿大学物理系）；Philippe Meyer Institute, Physics Department, École Normale Supérieure (ENS), Université PSL（巴黎高等师范学校PSL大学物理系菲利普·迈耶研究所）
本文提出一种基于交叉谱谱因子的框架，通过已知对称子群和谱相关性，系统恢复隐藏有限群对称性的表示理论，适用于混沌和可积多体系统。
2026-09-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
The role of average time dependence on the relaxation of excited electron populations in nonequilibrium many-body physics
本文研究了强关联电子受脉冲场非平衡激发后布居弛豫的精确运动方程，证明了当格林函数不具有平均时间依赖性时，布居不发生变化。我们展示了如何进入运动方程的最低阶的平均时间依赖性，并描述了什么支配的电子布居的弛豫过程中的长时间限制。虽然表面上看，这个结果似乎是任何稳态解所必需的，但证明是不平凡的，并提供了对非平衡粒子群如何松弛的新的关键见解，这超越了它们通过由自能的虚部确定的简单松弛速率热化的假设，或者它们可以用具有费米-狄拉克分布和随时间变化的温度的准平衡条件来描述。我们还讨论了这一结果的影响，近似理论，这可能不满足确切的关系，在运动方程。
2016-10-25 cond-mat.str-el
Geometry of Noisy Quantum Many-Body Dynamics with Continuous Symmetries: Entanglement and Correlations
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
该研究针对带连续对称性的含噪声量子多体动力学，利用有效复制哈密顿量的量子几何，解释了纠缠增长与关联函数衰减特性，构建了通用几何研究框架。
2026-08-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Many-body theory of pump-probe spectra for highly excited semiconductors
本文提出了一个高激发态半导体泵浦探测光谱的统一理论，它适用于包括高密度电子空穴BCS态和低密度激子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）在内的整个密度区.分析是基于BCS的配对理论结合Bethe-Salpeter（BS）方程，这首先使我们能够纳入状态填充效应，带隙重整化和强/弱电子空穴对关联在一个统一的方式。结果表明，强泵浦光对电子-空穴BCS态有明显的稳定作用，这一结果有力地说明在强光激发下可以观察到宏观量子态。计算结果与类BCS平均场论和不考虑电子-空穴对关联的简单BS方程的结果有很大的偏差，特别是在电子-空穴BCS态和激子BEC态之间的中间密度态.特别地，我们发现了尖锐的受激发射和吸收线，它们起源于电子-空穴BCS态中伴随集体相位起伏模式的光学跃迁。从泵浦-探测光谱的观点出发，我们证明了这种涨落模式随着载流子密度的降低而转变为激子模式
2000-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transition from Tonks-Girardeau gas to super-Tonks-Girardeau gas as an exact many-body dynamics problem
我们研究了一维相互作用玻色气体从强排斥态到强吸引态的跃迁，其中一个稳定的高激发态被称为超级Tonks-Girardeau气体，最近在实验上被实现.通过求解可积Lieb-Liniger玻色气体的精确动力学，我们证明了这种激发气体状态可以是非常稳定的动力学状态。进一步计算了超Tonks-Girardeau气体的呼吸模，与实验结果符合较好。我们的结果表明，高激发的超Tonks-Girardeau气相可以很好地理解从基本理论的可溶玻色气体。
2010-03-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
