From Topological Order to Mixed-State Phases: A Ground-State Probe of Fractionalized Excitations
Kavli Institute for Theoretical Sciences and School of Quantum, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学量子学院和理论科学研究所)
通过二维拓扑序系统在纠缠切割处的约化密度矩阵实现的一维混合态相,利用对称性破缺和序参量探测任意子退禁闭和自旋子分数化。
2026-06-11 cond-mat.str-el
Quantum Entanglement of Anyonic Charges and Emergent Spacetime Geometry
Institute for Basic Science(基础科学研究所);Ewha Womans University(梨花女子大学);Sogang University(西江大学);Korea University(高丽大学)
研究通过任何子纠缠产生AdS-like几何,揭示量子纠缠如何在无共形对称性下生成涌现时空几何。
2026-01-28 cond-mat.str-el gr-qc hep-th
Signatures of magnetic-field-driven quantum phase transitions in the entanglement entropy and spin dynamics of the Kitaev honeycomb model
我们的主要问题是如何探测量子自旋液体(QSL)的分数激发,例如,在Kitaev蜂窝模型。通过对能谱和纠缠熵的分析,我们发现在反铁磁耦合和场沿[111]或[001]方向的情况下,非阿贝尔Kitaev QSL和极化相位之间夹着一个无隙的QSL相位.增加对极化极限的磁场强度破坏了这个中间QSL阶段,导致在相当大的减少的频率模式的数量和出现的局部动力学相关性,可能在泵探测实验中观察到的拍频模式。
2019-04-30 cond-mat.str-el
Entanglement in 3D Kitaev Spin Liquids
量子自旋液体是一种自旋自由度分数化的量子液体。一类有趣的自旋液体是完全可解的三维Kitaev自旋液体。它们的分形激发是Majonara费米子,它可能表现出各种拓扑能带结构-从拓扑保护的Weyl半金属结半金属到具有Majorana费米子表面的系统。我们研究了这种Kitaev自旋液体的纠缠谱,并验证了它与拓扑保护边谱密切相关。此外,我们发现在某些情况下,纠缠谱包含更多的拓扑特征的信息比表面谱,从而提供了一个简单而可靠的工具来探测系统的拓扑结构。
2018-06-21 cond-mat.str-el
Fractionalized holes in one-dimensional $\mathbb{Z}_2$ gauge theory coupled to fermion matter -- deconfined dynamics and emergent integrability
我们研究了量子一维离散$\mathbb{Z}_2$规范场和费米子物质在接近充满时的相互作用,这些相互作用是根据构成真空之间自发破坏平移对称性的移动畴壁的去限制分数空穴激发来进行的。在强弦张力的极限下,我们发现了空穴的突现可积关联跳跃动力学,它是对玻色子二聚体约束XXZ描述的补充。我们分析了数值量子动力学传播的一个孤立的洞连同相关的时间演化的纠缠,并提供其显着特点的分析理解。我们还研究了富含短程相互作用的模型,并澄清了在低填充的空穴所产生的基态的性质,并确定了在空穴填充$ν^h=1/3$附近的非限定空穴激发。
2023-02-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-lat
Quantitative Determination of the Confinement and Deconfinement of spinons in the anomalous spectra of Antiferromagnets via the Entanglement Entropy
我们引入了纠缠熵分析来定量地确定量子磁体自旋激发中自旋子的禁闭和去禁闭。我们的建议是实现部分子建设的蜂窝晶格反铁磁体表现出高能量的异常光谱。为了得到自旋激发态的准粒子,并用于纠缠熵的计算,我们采用无规相位近似,导出了一个有效的哈密顿量。我们定量地描述了反常谱中自旋子随Hubbard相互作用的增加而从去精细到禁闭的转变,表明在强相互作用区,磁振子的不分馏现象得到了避免.同时,在Γ0点的Higgs模被分解为四个简并的自旋对,尽管它在光谱中看起来是一个清晰的峰。我们的工作扩展了我们对量子磁体中自旋子解除禁闭及其与磁振子共存的理解。
2021-07-20 cond-mat.str-el
Quantum information probes of charge fractionalization in large-$N$ gauge theories
我们详细研究了各种信息理论的数量,目的是区分不同的收费部门之间的分馏状态的大$N$规范理论。具体来说,我们专注于一个简单的全息$(2+1)$维强耦合电子流体的带电状态组织成分数和相干图案在足够低的温度。然而,我们希望我们的结果是相当通用的,适用于广泛的系统,包括非全息。我们考虑的探针包括纠缠熵、互信息、纠缠净化和蝴蝶速度。考虑到黑洞视界附近动量和电荷扩散之间的普遍联系,后者被证明是特别有用的。然而,用于计算上述量的RT表面在很大程度上对块体中的电通量不敏感。为了解决这一不足,我们提出了一个广义纠缠泛函的动机,通过Iyer-Wald形式主义,应用到引力理论耦合到$U(1)$规范场。我们认为,这个功能引起了粗粒度的措施纠缠的边界理论,这是通过跟踪(部分)的分数和凝聚力的收费自由度。基于上述,我们构造了一个熵$c$ -函数的候选者,该函数解释了体电荷的存在。我们探讨了它的一些一般性质及其意义,并讨论了它如何可以用来有效地占不同能量尺度的带电自由度。
2021-05-19 cond-mat.str-el gr-qc hep-th
Fractionalized conductivity and emergent self-duality near topological phase transitions
二维电子气中分数霍尔电导率的实验发现揭示了新类型的量子粒子,称为任意子,它们超越了玻色子和费米子,因为它们具有分数交换统计。这些任意子通常在绝缘拓扑相的深处进行研究。很自然会问这样的分数化是否可以更广泛地检测到,比如说在从常规相到拓扑相的相变附近。为了回答这个问题,我们研究了一个强相关的量子相变之间的拓扑状态,称为$\mathbb{Z}_2$量子自旋液体,和一个传统的超流体使用大规模的量子蒙特卡罗模拟。我们的结果表明,在量子临界点的普遍电导率成为一个简单的分数,其值在传统的绝缘体超流体的转变。此外,动态自对偶光学电导率出现在低温以上的转变点,表明难以捉摸的视子粒子的存在。我们的研究为在更广泛的范围内实验检测任意子打开了大门,并在量子材料,可编程量子模拟器和超冷原子气体的研究中产生了影响。在后一种情况下,我们讨论了在光晶格使用现有技术的测量的可行性。
2021-09-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-lat
Entanglement entropy and disorder operator at kagome deconfined quantum criticality
Hangzhou International Innovation Institute, Beihang University(北京航空航天大学杭州国际创新学院);Tianmushan Laboratory(天目山实验室);Department of Physics, School of Science and Research Center for Industries of the Future, Westlake University(西湖大学理学院未来产业研究中心物理系);Institute of Natural Sciences, Westlake Institute for Advanced Study(西湖高等研究院自然科学院);Department of Physics, Chongqing University(重庆大学物理系)
研究kagome晶格上扩展硬核玻色-哈伯德模型中的反铁磁量子临界点,发现纠缠熵和无序算符的正对数修正系数,支持单位ary共形场理论,并揭示低能激发谱中两种线性色散模式的速度比。
2026-01-20 cond-mat.str-el
One-ninth magnetization plateau stabilized by spin entanglement in a kagome antiferromagnet
本研究在Kagome材料YCu3(OD)6+xBr3-x中结合热力学与Raman光谱技术,证实了分数化spinon激发并观察到1/9磁化平台,确立其为探索该平台相的模型材料。
2023-11-20 cond-mat.str-el
Entanglement architecture of beyond-Landau quantum criticality
本研究通过纠缠显微镜和量子蒙特卡洛采样,发现超越朗道量子临界性具有独特的纠缠架构,其多体纠缠重新分布为环状构型,区别于朗道临界性。
2025-09-12 cond-mat.str-el quant-ph
Long-range entanglement and topological excitations
本文证明断开的纠缠熵可探测单个分数化激发携带的长程纠缠,并通过反铁磁自旋链中的拓扑阻挫引入离域畴壁激发,研究其对量子淬火和无序的鲁棒性,确立了非典型拓扑序的存在。
2023-10-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Topological Bootstrap: Fractionalization From Kondo Coupling
我们提出了一个实现分形拓扑相位的物质(即内在的拓扑秩序),从字面上建立在unfractionalized阶段的路线。我们的方法采用了近藤晶格模型,在该模型中,非相互作用费米子的带隙电子系统通过交换相互作用耦合到非相互作用的局部矩。使用一般的纠缠为基础的参数和明确的晶格模型,我们表明,以这种方式可以引起自旋系统中的带隙自旋液体。我们用两个例子证明了这种拓扑自举概念的力量:(1)由Chern绝缘体诱导的手性自旋液体和(2)由超导体诱导的Z2自旋液体。特别地,在后一个示例中,环面代码被实现为拓扑引导的精确可解示例。我们的方法可以推广到所有的格,更高的维度,和非阿贝尔拓扑秩序。
2016-10-14 cond-mat.str-el quant-ph
Entanglement in the quantum Hall fluid of dipoles
我们重新审视了(2+1)维中的带隙分形序模型(\cite{Prem:2017kxc}中描述的偶极矩和迹四极矩守恒的无迹张量规范理论),并在$\mathbb R^2$上计算了它的基态纠缠熵.在此过程中,我们提出了理论上的开子集的$\mathbb R^2$,这引起了无间隙的边缘激发,是Lifshitz型标量理论。我们还探讨了各种规范不变的扩展运营商和改写这些运营商的局部变形的分形物理。我们探讨这个模型的相似之处的有效场论描述量子霍尔流体:特别是,通过一个新的紧凑的对称性的偶极矩量子化导致我们解释这个理论的真空作为一个偶极凝聚体,上面的偶极与分数矩出现作为准粒子激发阿贝尔任意统计。这种解释反映在次级“拓扑纠缠”修正的纠缠熵。我们将这一结果推广到一系列具有守恒多极矩的模型。
2021-09-02 cond-mat.str-el hep-th
Electronic quasiparticles in the quantum dimer model: density matrix renormalization group results
我们研究了最近提出的铜氧化物赝隙金属态的量子二聚体模型。该模型包含玻色子二聚体,代表一对电子之间的自旋单线价键,和费米二聚体,代表一个准粒子与自旋- $1/2$和电荷$+e$。通过有限长圆柱上的密度矩阵重整化群计算,得到了费米子二聚体在不同总密度下的基态密度分布。从Friedel振荡在开放边界,我们推断,费米面附近的$(π/2, π/2)$的小孔口袋组成,这一功能持续到$1/16$的掺杂浓度。我们还计算了纠缠熵,发现它与临界玻色子和低密度自由费米子的纠缠熵之和非常接近。我们的结果支持了在这个模型中存在的分馏费米液体。
2016-09-08 cond-mat.str-el
Anyonic Loops in Three Dimensional Spin liquid and Chiral Spin Liquid
通过引入Kitaev型自旋耦合,在三维螺旋晶格上建立了一大类完全可溶的自旋液体和手征自旋液体。在手征自旋液体中,发现了时间反演对称性自发破缺的精确稳定基态,自旋液体和手征自旋液体中的分数圈激发都服从非阿贝尔统计.我们用非阿贝尔Berry相位和量子代数关系刻画了这类统计量。环的拓扑相关性与局域序参量无关,它度量了简并基态的内禀全局量子纠缠。
2008-06-18 cond-mat.str-el
Topologically distinct critical theories emerging from the bulk entanglement spectrum of integer quantum Hall states on a lattice
通过计算对称棋盘双分划下的基态纠缠谱,得到了整数量子Hall态到具有相同对称性的平凡绝缘态的拓扑相变的临界理论.与左右二分下的无带隙边缘激发相反,具有体无带隙激发的量子网络自然地出现在布里渊区中心而无需微调。在一个大的有限晶格上,$ν=1$态的临界理论是(2+1)维相对论量子场论,其特征是\textit{single}狄拉克锥谱和一对\textit{fractionalized}零能态,而对于$ν=2$态,临界理论表现出抛物线谱,在零能态中没有分数化的迹象。通过基态纠缠谱建立了体拓扑理论、无隙边理论和临界理论之间的三角形对应关系。
2014-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Nonequilibrium dynamics in deconfined quantum critical point revealed by imaginary-time evolution
作为描述两个有序相之间假定的连续相变的建议,去限制量子临界点(DQCP)超越了流行的朗道-金兹伯格-威尔逊(LGW)范式,因为它的临界理论是不表示的序参量表征的状态,但涉及分数的自由度和涌现的对称性。到目前为止,人们对其平衡态性质进行了大量的研究,但其非平衡态性质却鲜为人知。本文在二维J-Q $_3$模型中通过时间演化研究了DQCP的非平衡动力学。我们发现了迷人的非平衡标度行为的分馏过程和新兴的对称性与两个长度尺度的动力学。我们的发现不仅为非平衡临界性理论开辟了一个新的领域,而且为强关联系统的动力学研究提供了一个可控制的旋钮。
2021-02-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-lat
Dirac-type nodal spin liquid revealed by refined quantum many-body solver using neural-network wave function, correlation ratio, and level spectroscopy
追求不具有传统可测量物体性质的分形粒子,例如真空中的裸露粒子(如电子)和基本激发(如磁振子),是物理学中的一个挑战。在这里,我们表明,量子多体系统的机器学习方法,已达到最先进的精度揭示了一个量子自旋液体(QSL)相的存在区域$0.49\lesssim J_2/J_1\lesssim0.54$令人信服的自旋1/2挫折海森堡模型与最近和次最近邻交换,$J_1$和$J_2$,分别在正方形晶格。这是通过结合被称为相关比和水平光谱方法的尖端计算方案来减轻有限尺寸效应来实现的。在基态和激发光谱中的相关性之间的定量一一对应使得能够可靠地识别和估计QSL及其性质。自旋激发光谱包含单重态和三重态的无带隙的Dirac-like色散信号的出现,在独特的QSL阶段的无带隙的分馏自旋1/2 Dirac-type自旋。揭示了Néel反铁磁和二聚体关联共存和双幂律衰减的未探索临界行为。两个相关的幂律衰减指数随QSL相中的$J_2/J_1$而不同地变化,因此除了满足两个相关的对称性的单个点之外具有不同的值。与铜氧化物$d$波超导体的激发的同形性暗示了当前QSL与超导性之间的紧密联系。这一成就表明,使用机器学习技术的量子态表示(大多数情况下仅限于基准)是研究量子多体物理学重大挑战的一个有前途的工具。
2021-07-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Topological solid phase in a quantum dimer model
给出了三角格子上量子二聚体模型中拓扑非平凡固相与平凡固相之间的相变。这种转变超出了朗道的相变范式。我们的特点是这样的过渡与拓扑纠缠熵(TEE)的系统,这是发现改变从$γ=\ln 2$在拓扑固相为零的平凡固相,通过一个明显的峰值周围的过渡点。我们还计算了QDM中视子激发的关联函数,发现视子凝聚正好在拓扑转变点处发展。这些结果表明,拓扑序和相关的分数激发可以与传统的对称性破缺序共存。
2018-07-07 cond-mat.str-el
Orthogonal Quantum Many-body Scars
量子多体伤疤被提出来作为本征态热化假说的反例。这些非典型的状态被观察到在一系列的相关模型作为长期的本地观测值的振荡淬火实验从选定的初始状态。长时间记忆是量子非遍历性的一种表现,通常与纠缠熵的次广延生成有关,后者被广泛用作诊断,用于将量子多体疤痕数字识别为低纠缠异常值。在这里,我们表明,通过添加动力学约束的一个细分正交金属,我们可以构建一个极小模型与正交量子多体疤痕导致持续振荡与无限寿命共存的快速体积定律纠缠产生。我们的例子为量子遍历性和多体纠缠之间的联系提供了新的见解,同时为强关联多组分量子系统中的奇异非平衡动力学开辟了新的途径。
2021-10-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Pseudoparticle approach to 1D integrable quantum models
在过去的三十年中,大量的实验研究几个准一维(1D)的金属和准1D Mott-Hubbard绝缘体已经产生了明显的光谱特征的证据,确定只有电荷和自旋的分馏粒子。在超冷原子一维光晶格和量子线中也可以观察到它们。1D精确可解模型提供了这些系统依赖于场论的方法的非平凡测试。赝费米子动力学理论(PDT)和移动量子杂质模型(MQIM)等不同的方案揭示了高能物理的一维关联模型与低能Tomonaga-Luttinger液体(TLL)的一维关联模型在性质上的不同。这包括动量依赖的指数,控制一个和两个粒子的动力学关联函数附近的光谱边缘和附近的一个粒子奇异的光谱特征。一方面,低能的纯电荷和纯自旋的分馏粒子通常分别被认为是holon和spinon。另一方面,用{\it pseudoparticles}、相关的PDT {\it pseudofermions}和MQIM粒子表示的"类粒子",既适用于描述低能TLL物理,也适用于描述一维关联系统的高能光谱和动力学性质。本文的主要目的是重新审视赝粒子和PDT赝费米子表象在研究一维Lieb-Liniger玻色气体、自旋-$1/2$各向同性海森堡链和一维哈伯德模型的静态和高能谱和动力学性质中的作用。此外,PDT和MQIM之间的关系是明确的。
2018-07-31 cond-mat.str-el
Hall-on-Toric: Descendant Laughlin state in the chiral $\mathbb{Z}_p$ toric code
Boston University(波士顿大学);Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie(柏林亥姆霍兹材料与能源中心);Freie Universität Berlin(柏林自由大学);Purdue University(普渡大学);Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所)
研究揭示了chiral Z_p扭码在扰动下出现的新兴拓扑相,即Hall-on-Toric态,其具有分数化的Z_p电荷和增强的拓扑基态退化性,通过iDMRG模拟验证其存在。
2026-04-22 cond-mat.str-el
Momentum-Space Entanglement Signatures and Spinon Breakdown in the $J_1$-$J_2$ Zig-Zag Heisenberg Chain
Institut für Theoretische Physik und Astrophysik and Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ctd.qmat, Universität Würzburg(维尔茨堡大学理论与天体物理研究所及维尔茨堡-德累斯顿卓越集群ctd.qmat);Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute(平顿研究所计算量子物理中心);Leinweber Institute for Theoretical Physics, Stanford University(斯坦福大学莱因韦伯理论物理研究所)
研究动量空间纠缠视角下$J_1$-$J_2$锯齿形Heisenberg链中自旋子准粒子的稳定性,揭示自旋子崩解与临界行为的关系。
2026-04-29 cond-mat.str-el
Spin-lattice Coupling in U(1) Quantum Spin Liquids
量子自旋液体(QSL)是一种具有内在质量纠缠的奇异相。而不是微观自旋,分形粒子和规范波动是涌现的,揭示了QSL的奇异性质。在pyrchlore晶格上具有强自旋-轨道耦合的量子自旋,例如Pr 2 Zr 2 O 7,被认为是具有出射光子的U(1)QSL,无隙激发而不破坏任何对称性,以及出射单极子。量子超晶格中的一个关键问题是量子超晶格的突现自由度与常规自由度之间的相互作用,我们通过构建U(1)量子超晶格中自旋-晶格耦合的一般理论来研究这种相互作用.我们发现,耦合诱导特征声子和光子之间的相互作用。例如,光子在低温下变得比声子更稳定。我们还提出了在实验中探测出射光子的机制,如依赖于U(1)QSL中的自旋-晶格耦合的声衰减和热输运。
2019-01-15 cond-mat.str-el
Imaging quantum interference in a monolayer Kitaev quantum spin liquid candidate
本研究利用扫描隧道显微镜在单层α-RuCl3中观察到缺陷周围的量子干涉现象,数值模拟表明其源于Kitaev量子自旋液体中巡游Majorana费米子的散射,为探索Kitaev QSL提供了新方法。
2024-09-26 cond-mat.str-el
Coexistence of non-Abelian chiral spin liquid and magnetic order in a spin-1 antiferromagnet
研究了具有第一和第二近邻反铁磁耦合$J_1$和$J_2$以及三自旋标量手征项$J_χ$的正方晶格上自旋为1的海森堡模型的基态性质.利用密度矩阵重整化群计算,我们绘制了一个包含各种磁序相和一个新出现的量子自旋液体相的全局相图。从纠缠谱的指纹和一套完整的拓扑扇区的识别,自旋液体的性质被确定为玻色子非阿贝尔摩尔-里德态。我们进一步揭示了与这种自旋液体共存的条形磁序。我们的研究结果不仅建立了一个罕见的例子,非阿贝尔自旋液体在简单的自旋系统,但也证明了共存的分数激发和磁秩序超出平均场的描述。
2022-04-04 cond-mat.str-el
Defect-induced edge ferromagnetism and fractional spin excitations of the SU(4) $π$-flux Hubbard model on honeycomb lattice
最近,人们提出了一个蜂窝晶格上的SU(4)$π$通量哈伯德模型来研究$α$ -ZrCl $_3$的自旋轨道激发[Phys.~修订版~ Lett. 121.097201~(2017)]。基于这个锯齿形边缘模型,我们证明了边缘缺陷可以诱导边缘平带,导致SU(4)边缘铁磁性。我们发展了一个有效的一维相互作用哈密顿量来研究相应的SU(4)自旋激发。值得注意的是,边缘铁磁体的SU(4)自旋激发表现为覆盖整个能量区域的连续谱,而不是通常的磁振子。通过进一步的纠缠熵分析,我们认为,除了粒子-空穴Stoner激发外,连续谱由消失的磁振子的分数自旋激发组成。此外,在有限宽度的带系统中,消失的磁振子可以在有限尺寸效应形成的带隙中恢复,并且恢复的磁振子的光学分支是拓扑非平凡的.
2022-06-16 cond-mat.str-el
High energy spin excitations in the quantum spin liquid candidate Zn-barlowite probed by resonant inelastic x-ray scattering
本研究利用共振非弹性X射线散射测量Zn-barlowite单晶,揭示其宽达约200 meV的磁连续谱,支持高能多spinon对激发。
2021-08-25 cond-mat.str-el
Ground state selection under pressure in the quantum pyrochlore magnet Yb2Ti2O7
量子自旋液体是一种新的物质状态,其特征是量子纠缠和不存在任何对称性破缺。在凝聚态中,受抑的稀土烧绿石磁体Ho $_2$ Ti $_2$ O $_7$和Dy $_2$ Ti $_2$ O $_7$,即所谓的自旋冰,表现出经典的自旋液体状态,具有分馏的热激发(磁单极)。量子自旋冰的证据,其中磁单极子成为长距离纠缠和涌现的量子电动力学出现,似乎触手可及。量子自旋冰候选物Yb $_2$ Ti $_2$ O $_7$的磁性一直没有得到全面的理解,甚至在低温下是否存在静态磁序也存在争议。在这里,我们表明,对压力的敏感性是Yb $_2$ Ti $_2$ O $_7$低温行为的关键。通过结合压力下的化学计量比样品的中子衍射和μ子自旋弛豫,我们证明了从无序的,非磁性的,基态到张开的铁磁基态的磁性转变。
2017-03-22 cond-mat.str-el
Detection of a Rényi Index Dependent Transition in Entanglement Entropy Scaling
University of Tennessee(田纳西大学)
本文提出了一种基于瑞尼指数的纠缠标度变化检测方法,适用于相互作用费米子系统,通过构建守恒数多体态并引入电荷解析瑞尼熵下界,实现了对异常纠缠标度的诊断。
2026-07-28 cond-mat.str-el
Vortex creation and control in the Kitaev spin liquid by local bond modulations
Kitaev模型实现了一种量子自旋液体,其中自旋激发被分解为巡游的Majorana费米子和局部$\mathbb{Z}_2$涡旋。分数激发态之间的量子纠缠可用于无退相干拓扑量子计算。特别感兴趣的是任意子统计实现编织的涡旋激发下的磁场。尽管有很大的潜力,但迄今为止,用于产生和控制涡激的实用方法仍然难以捉摸。在这里,我们从理论上提出如何可以创建和移动的Kitaev自旋液体中的旋涡。我们发现,涡流是由交换相互作用的局部调制引起的;特别是,局部Dzyaloshinskiii-Moriya(对称非对角)相互作用可以在(反)铁磁Kitaev模型中最有效地产生涡流,因为它有效地翻转了Kitaev相互作用的符号。我们通过对候选材料$α$ -RuCl $_3$进行{ \it ab initio}计算来测试这个想法,通过操纵配体位置来打破反转对称性并诱导局部Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。我们还证明了编织的漩涡,通过连续地和连续地改变本地键调制。
2021-05-30 cond-mat.str-el
Quantum String Interactions Revealed by Full Counting Statistics
Chongqing University(重庆大学)
通过全计数统计推导硬核量子弦的有效相互作用,并发现其纠缠控制的渐近形式。
2026-06-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Quantum Fisher Information as a Thermal Probe in Frustrated Magnets through Insights from Quantum Spin Ice
The University of Hong Kong(香港大学);University of Toronto(多伦多大学);Harvard University(哈佛大学)
本文利用量子 Fisher 信息研究量子自旋冰的热与动力学性质,通过多向环更新量子蒙特卡罗算法等方法计算QFI,揭示相图及相变行为。
2026-06-05 cond-mat.str-el quant-ph
Scaling of the Rényi entropies in gapped quantum spin systems: Entanglement-driven order beyond symmetry breaking
研究了一维带隙量子自旋模型中Rényi $α$ -熵的标度性。我们发现,块熵与$α> 2$违反面积律单调性,并表现出阻尼振荡。依赖于一个因式分解的基态的存在,振荡行为发生在因式分解之下或无限延伸。反常标度对应于纠缠驱动的顺序,是独立的基态简并和揭示了一个非本地的序参量定义为所有块的单副本纠缠的总和。
2012-08-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Thermal Entanglement of a Spin-1/2 Ising-Heisenberg Model on a Symmetrical Diamond Chain
分析了对称金刚石链上自旋为1/2的Ising-Heisenberg模型的纠缠量子特性。由于相邻海森堡二聚体之间的伊辛型交换相互作用的可分离性质,可以精确地对每个单独的二聚体进行纠缠计算。在各向同性Ising-Heisenberg模型下研究了两两热纠缠,得到了纠缠度的解析表达式。考虑了外磁场$H$和节点伊辛位次近邻相互作用$J_m$的影响。在较宽的耦合常数取值范围内研究了系统的基态结构和纠缠特性。不同的制度与不同的基态纠缠的值被揭示,这取决于竞争的相互作用强度之间的关系。最后,我们观察到了一些新的效应,如共演度随温度变化的双峰行为和不同磁纠缠度的相共存。
2012-06-16 cond-mat.other cond-mat.str-el
Exponential shortcut to measurement-induced entanglement phase transitions
本研究针对受监控量子电路中测量诱导纠缠相变的实验探测难题,提出基于涨落的可扩展方法,仅测少量量子比特的涨落即可揭示相变,避免了直接测纠缠熵的指数级测量开销。
2023-07-21 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Boundary-law scaling of entanglement entropy in diffusive metals
纠缠结构是表征量子多体相的一种有效方法。对于无间隙量子液体来说尤其如此,其中基于纠缠的工具提供了系统地表征这些复杂相的唯一手段之一。例如,费米液体的费米表面结构通过对简单量子基态的典型边界律标度的对数修正而在纠缠熵中被揭示。在这篇论文中,我分析了一个无序的,但离域扩散金属的纠缠结构。使用的分析参数和数值计算相结合,我表明,尽管有相同数量的扩展的无隙激发作为一个干净的费米液体,扩散金属只表现出边界律纠缠缩放。这一结果指出,费米-液体纠缠标度中的对数修正起源于尖锐的费米表面结构,而不是有限的无隙激发密度。
2014-08-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el quant-ph
Kitaev Quantum Spin Liquids
Kyoto University(京都大学);Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室);University of Tokyo(东京大学);University of Toronto(多伦多大学);Canadian Institute for Advanced Research(加拿大高等研究院)
凯利夫模型提供了一种可解析的量子自旋液体例子,其基态为拓扑自旋液体,具有非阿贝尔任何子,可能为拓扑量子计算提供资源。
2025-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quench dynamics of entanglement spectrum and topological superconducting phases in a long-range Hamiltonian
我们研究了Kitaev链中纠缠谱的猝灭动力学,其中变程配对由幂律衰减率$α$量化。考虑到淬火后的平坦带的哈密顿量,我们证明了在其动力学过程中的纠缠谱交叉的存在下,能够表征在短程($α$ > 1)或长程($α$ < 1)扇区的拓扑相变(TPT)。纠缠谱动力学的性质揭示的淬火协议中的远程部门或与$α$作为淬火参数。特别是当初始哈密顿量的最低上半纠缠谱值小于最终纠缠谱值时,如果中途缠绕数与初始哈密顿量的缠绕数不相等,则也可以通过最低上半纠缠谱值之差来诊断TPT。此外,我们还讨论了在长程模型中,通过纠缠谱交叉来表征TPT的稳定性。
2020-07-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con quant-ph
Bosonic Gaussian states from conformal field theory
本文研究了由自由无质量玻色子的共形场论(CFT)得到的连续自旋系统的非手征波函数。与离散自旋的情况相反,这些自旋可以被视为玻色子高斯态,这使我们能够有效地计算一维(1D)和二维(2D)空间中的相关性和纠缠特性。在一维情况下,计算的纠缠熵和纠缠谱与CFT基本一致。此外,我们构建了一个1D的父哈密顿与低能谱对应的自由,无质量玻色子。在2D中,我们发现边缘激发的纠缠谱,虽然国家没有内在的拓扑秩序,揭示了拓扑纠缠熵的测定。
2018-09-24 cond-mat.str-el quant-ph
Entanglement Complexity in Quantum Many-Body Dynamics, Thermalization and Localization
纠缠通常用冯诺伊曼熵来量化,但它的性质比用一个数字来表示要复杂得多。我们发现,三个不同的动力学阶段,称为热化,安德森局域化,和多体局域化标记的约化密度矩阵的频谱的不同模式的量子淬火后发展的状态。虽然纠缠谱显示泊松统计的情况下的安德森本地化,它显示通用的Wigner-Dyson统计的情况下的多体局域化和热化,虽然在这两种情况下,在非常不同的时间尺度内渐近达到的普适分布。我们进一步表明,纠缠的复杂性,揭示了通过一个大都市般的算法解开纠缠的状态的可能性,是由纠缠频谱水平间距是泊松分布或Wigner-Dyson分布。
2017-05-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Probing Critical Surfaces in Momentum Space Using Real-Space Entanglement Entropy: Bose versus Fermi
动量空间中的一个共维临界面可以是一个熟悉的费米面,它在非相互作用的费米子情况下将占据态与空态分开,也可以是一个新的玻色面,其中锚定了无间隙的玻色子激发。它们的存在导致了对纠缠熵面积定律的对数破坏。当它们是凸的时,我们证明了这些临界面的形状可以通过检查实空间纠缠熵的首对数项来确定。费米面和玻色面之间的根本区别在于纠缠熵中的对数项相差2倍:$S^{Bose}_{log} = 2 S^{Fermi}_{log}$,即使它们具有相同的几何形状。我们的方法与用量子振荡确定费米面形状的方法有显著的相似性。我们还讨论了凹临界曲面在动量空间中的可能探测。
2016-03-27 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Universal slow growth of entanglement in interacting strongly disordered systems
最近的数值工作Bardarson等。[Phys. Rev. Lett. 109,017202(2012)]揭示了在假定的多体定域相中初始产物态的纠缠熵的缓慢的时间对数增长。我们表明,这种令人惊讶的现象的结果,由于指数小的相互作用引起的修正不同状态的本征能的失相。对于弱相互作用,我们发现纠缠熵的增长为Δ ln(Vt/ \hbar),其中V是相互作用强度,Δ ln是单粒子局域化长度。纠缠熵在长时间内的饱和值由初始态对子系统本征态的参与率决定。所提出的机制说明了小系统的数值模拟。我们的工作表明,对数纠缠增长是一个普遍的现象特征的多体局域化阶段在任何数量的空间维度,并揭示了一个广泛的层次的退相时间尺度存在于这样的阶段。
2013-07-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Tracking the variation of entanglement Rényi negativity: a quantum Monte Carlo study
提出重加权退火框架下的实用 QMC 方法,沿参数路径计算混合态纠缠 Rényi 负性,并在多类系统与相变中验证其有效性。
2025-06-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Ground state degeneracy on torus in a family of $\mathbb{Z}_N$ toric code
本文将 Kitaev 环面码推广到 $N$ 能级自旋,发现其拓扑有序相中基态简并会随系统尺寸变化甚至唯一化,并揭示其根源在于平移对称性对任意子种类的非平凡置换作用。
2023-04-16 cond-mat.other cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Nonlocal Andreev Entanglements and Triplet Correlations in Graphene with Spin Orbit Coupling
使用波函数狄拉克Bogoliubov-de Gennes方法,我们证明了在Rashba自旋轨道耦合(RSOC)的存在下,石墨烯层的可调费米能级允许产生异常的非局域Andreev反射和等自旋超导三重态配对。我们考虑一个铁磁-RSOC-超导体-铁磁配置的石墨烯结,并研究散射过程,自旋三重态相关性的出现,以及在这种结构中的电荷电导。我们发现,异常交叉Andreev反射是链接到等自旋三重态配对。此外,通过计算电流互相关,我们发现这种现象在弱电压下会导致负电荷电导,并可以在光谱实验中得到揭示,这为探测等自旋超导对关联在混合结构中的纠缠提供了一种工具.
2017-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Symmetry protected topological phases beyond groups: The q-deformed Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki model
我们认为,$q$变形自旋1 AKLT哈密顿量应被视为一个对称性保护的拓扑相的代表。尽管它没有表现出任何标准的对称性,但它仍然显示出这个阶段的所有特征:分数自旋- $\frac{1}{2}$边界自旋,非平凡的弦序,以及-当使用适当的定义时-纠缠谱中的双重简并。我们将这些性质追溯到$SO_q(3)$量子群对称性的存在,并推测与离散对偶对称性的潜在联系。我们希望我们的研究结果和方法是相关的识别,表征和分类的其他非标准对称性的保护拓扑相位。
2020-09-10 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Hole Spectral Function of a Chiral Spin Liquid in the Triangular Lattice Hubbard Model
量子自旋液体是一种迷人的物质相态,具有分数自旋激发和非常规的长程量子纠缠。然而,这些奇特的性质也使它们的实验表征具有挑战性,因此找到诊断量子自旋液体的方法是一个相关的挑战。在这里,我们数值计算的光谱函数的一个单一的空穴掺杂到半填充哈伯德模型上的三角形晶格使用技术的基础上的矩阵产品的状态。在半填充的系统已被提出,以实现在中等相互作用强度的手征自旋液体,周围的磁有序相在强相互作用和超导/金属相在弱相互作用。我们发现,这些阶段的光谱表现出不同的签名。通过开发适当的部分子平均场的描述,我们获得洞察到相关的低能量功能。虽然磁相的特点是通过有序的自旋背景移动的修饰孔,我们发现旋子动力学的手征自旋液体的迹象。我们的研究结果表明,空穴光谱函数,测量角分辨光电子能谱,提供了一个有用的工具来表征量子自旋液体。
2022-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Entanglement and thermodynamics after a quantum quench in integrable systems
纠缠和熵分别是量子力学和统计力学的基础。在过去的十年中,量子猝灭的研究揭示了这两个概念是错综复杂的。虽然从一个纯的初始状态的幺正时间演化保持系统在全球范围内为零熵,在淬火后的很长一段时间内,本地属性被捕获的适当的统计系综与非零的热力学熵,这可以解释为纠缠在动力学过程中积累。因此,理解后淬火纠缠演化揭示了热力学如何出现在孤立的量子系统。纠缠动力学的精确计算仅针对非相互作用系统提供,并且被认为对于真正相互作用的模型是不可行的。相反,在这里,我们表明,标准准粒子的纠缠演化的图片,补充与可积性为基础的知识的渐近状态,导致一个完整的分析理解的纠缠动力学的时空尺度限制。我们的框架只需要知道的稳态,和它周围的低洼激发的速度。我们提供了一个彻底的检查我们的结果集中在自旋1/2海森堡XXZ链,并考虑淬火从几个初始状态。我们比较我们的结果与数值模拟使用tDMRG和iTEBD,总是完美的协议。
2017-04-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el