Eigenstate thermalization hypothesis and its deviations from random-matrix theory beyond the thermalization time
本征态热化假说(ETH)通过假设能量本征基中可观测矩阵元素的特定结构来解释热力学平衡的出现。它假定非对角矩阵元素是随机数,观测量可以用随机矩阵理论(RMT)描述。然而,在何种程度上物理算子可以被RMT描述,更准确地说,在哪个能量尺度上严格的RMT描述适用,还没有完全理解。我们研究这个问题,通过引入一种新的数值方法来探测矩阵元素之间的相关性希尔伯特空间维度超出了那些访问精确对角化。我们的分析是基于评估的运营商子矩阵,定义在不同宽度的能量窗口。考虑到不可积的量子自旋链,我们观察到,真正的RMT行为是不存在的,即使是狭窄的能量窗口对应的热化时间$τ_\text{th}$的顺序的时间尺度的相应的可观的。我们还表明,矩阵元素之间的残余相关性反映在动态的时间有序的关联函数。
2022-05-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Strong and weak thermalization of infinite non-integrable quantum systems
当一个非可积系统长期演化出平衡态时,局部可观测量被期望达到平稳的期望值,而与初始状态的细节无关。然而,有趣的超冷气体实验结果表明,在不可积的设置没有热化,引发了激烈的理论努力,以确定这个问题。在这里,我们表明,在量子系统中的热化现象是比它的经典对应丰富得多。使用一种新的数值技术,我们确定了两个不同的热化制度,强和弱,发生在不同的初始状态。强热化,本质上是量子的,发生在瞬时局部期望值收敛到热的时候。弱热化现象是经典系统中常见的现象,当局部期望值经过时间平均后才收敛到热期望值时,就会发生弱热化现象。值得注意的是,我们发现第三组状态没有热化,既不强也不弱,可以可靠地模拟的时间尺度。
2010-07-22 cond-mat.other cond-mat.stat-mech quant-ph
Bounds on chaos from the eigenstate thermalization hypothesis
我们表明,已知的约束的增长率的混乱的多体量子系统的时间顺序的四点相关直接从一般结构的运营商矩阵元素的系统,遵守本征态热化假设。这将孤立多体量子系统中热行为的两个关键范例联系在一起。
2019-11-05 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
A Note on the Eigenstate Thermalization Hypothesis
讨论了本征态热化假设。我们指出,ETH的常见配方遭受随机和确定性变量的混合。我们提出了一个修改后的ETH公式,其中只包括确定性变量。我们还表明,ETH的这种提法也意味着热化。
2018-11-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Strong Eigenstate Thermalization within a Generalized Shell in Noninteracting Integrable Systems
可积系统不服从强本征态热化假设(ETH),ETH是孤立量子系统热化的一种机制。有人提出,可积系统达到的稳态由广义吉布斯系综(GGE),而不是热平衡描述。我们证明了广义的强ETH对平移不变性的非相互作用可积系统成立。我们的广义ETH指出,任何一对具有相似局部守恒量值的能量本征态在局部可观测量(如局部相关性)方面看起来都是相似的。这个结果告诉我们,对于任何具有宏观局域守恒量的次广涨落的初态,一个可积系统都弛豫到广义广义相对论。与GGE的先前推导相反,它不需要假设初始状态的簇分解性质。
2019-07-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermalization without eigenstate thermalization hypothesis after a quantum quench
研究了不含本征态热化假设的不可积系统的非平衡动力学。结果表明,在热力学极限下,该模型在有限温度下任意量子猝灭后热化,尽管它不满足本征态热化假设。相反,当系统尺寸有限且温度足够低时,系统可能不会热化。在这种情况下,通过使用高度非局部守恒量构造的广义吉布斯系综很好地描述了稳态。我们还表明,该模型表现出预热化,其中的预热化状态的特点是非热能本征态。
2017-07-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Single-eigenstate test of eigenstate thermalization hypothesis via perturbed eigenstate quench
Center for Joint Quantum Studies and Department of Physics, School of Science, Tianjin University(天津大学理学院物理系联合量子研究中心)
本研究提出基于受扰本征态淬火的单一本征态诊断方法,通过一维自旋链基准测试验证其可区分ETH满足与违反的本征态,为单一本征态层面的ETH探测提供实验可行手段。
2026-08-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Violation of Eigenstate Thermalization Hypothesis in Quantum Field Theories with Higher-Form Symmetry
本研究揭示高形式对称性会导致量子场论中部分非局域可观测量的本征态热化假说破缺,并通过(2+1)维ℤ₂格点规范理论的数值实验验证了非局域可观测量弛豫至含1形式对称性的广义吉布斯系综的结论。
2023-10-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Systematic Construction of Counterexamples to the Eigenstate Thermalization Hypothesis
提出了一种将目标态嵌入多体哈密顿量能谱中间作为其能量本征态的一般方法。利用这种方法,我们构造了一个不满足本征态热化假设的不守恒的局部哈密顿量。对靶态本征态热化的缺乏进行了解析证明和数值演示。另外,对两个具体模型的数值计算也表明,除目标态外,所有的能量本征态都具有本征态热化的性质,由此我们认为,尽管我们的模型不满足本征态热化假设,但它们在失超后也会热化.
2017-07-24 cond-mat.stat-mech quant-ph
The Eigenstate Thermalization Hypothesis and Out of Time Order Correlators
本征态热化假设(ETH)暗示了哈密顿量本征态之间的局部算子的矩阵元的形式,预期对混沌系统是有效的。混沌的另一个信号是正的李雅普诺夫指数,它是根据洛氏回波或非时间顺序的关联函数子定义的。对于这个指数是正的,矩阵元素之间的相关性无关的对称性,通常被忽略,必须存在。动态异质性长度的峰值也是如此,与动态缓慢的系统相关。这些相关性,以及不同操作符的元素之间的相关性,包含在ETH的一般形式中。
2019-03-22 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
The eigenstate thermalization hypothesis in constrained Hilbert spaces: a case study in non-Abelian anyon chains
许多相的物质,包括超导体,分数量子霍尔流体和自旋液体,描述规范理论与约束希尔伯特空间。然而,热化和量子统计力学的适用性主要是在无约束希尔伯特空间中研究的。在这篇文章中,我们调查是否限制希尔伯特空间允许局部热化。具体来说,我们探讨本征态热化假设(ETH)是否在固定的斐波那契任意子链中成立,这是一个有代表性的案例研究。我们首先建立约束希尔伯特空间承认的概念的地方,通过显示的影响,测量在空间中呈指数衰减。这表明这些约束并不妨碍热化。然后,我们提供了数值证据,ETH持有的对角和非对角矩阵元素的各种本地观测在一个通用的无序不可积模型。我们还发现,某些非局部观测服从ETH。
2016-07-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Reply to "Comment on "Systematic Construction of Counterexamples to the Eigenstate Thermalization Hypothesis"" by Mondaini et.al
本文是对Mondaini等人[arXiv:1711.06279]评论文章的回复。我们首先区分对角和非对角本征态热化假设(ETH)在每个部门和整个希尔伯特空间,然后阐明他们的性质和他们在热化中的作用。我们认为,我们在信中对ETH的表述是热化背景下的标准和自然的表述,我们的结果在质量上是新的和出乎意料的。
2018-06-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Eigenstate thermalization hypothesis and integrals of motion
尽管本征态热化假设(ETH)的基础是基于随机矩阵理论,但物理哈密顿量和观测量与随机算子有很大不同。主要挑战之一是在ETH中嵌入局部运动积分(LIOM)。在这里,我们专注于他们的波动和结构的对角矩阵元素的局部可观测量的影响。我们首先表明,非零波动需要存在的LIOMs。然后,我们介绍了一个通用的协议来构建观测量,减去他们的投影LIOMs以及产品的LIOMs。该协议系统地减少了对角矩阵元素的波动和/或结构。我们验证了我们的论点,数值结果的可积和不可积模型。
2019-08-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Quantum Heat Baths satisfying the eigenstate thermalization hypothesis
提出了一类满足本征态热化假设(ETH)准则的自治量子热浴。我们表明,这样的系统预计将导致热松弛耦合到一个浴局部可观的小得多的量子系统。热化的过程中,检查通过剩余波动的局部可观的浴在其附近的ETH预测的热值。结果表明,这种涨落扰动小量子系统,导致其退相干的热态。作为一个例子,我们研究理论和数值热化的量子位耦合到一个现实的ETH量子热浴。
2015-08-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Subsystem eigenstate thermalization hypothesis for translation invariant systems
本文不借助随机矩阵,通过建立量子方差与Belavkin-Staszewski相对熵的关系并证明其小上界,以初等方法证明了平移不变量子系统的子系统本征态热化假设,适用于多数关联衰减的晶格模型。
2024-05-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermalization near integrability in a dipolar quantum Newton's cradle
具有可积动力学的孤立量子多体系统一般在远离平衡态时不会热化。当一个扰动这样的系统远离可积点,热化集,但从可积到热化行为的交叉的性质是一个未解决的和积极讨论的问题。我们探讨这个问题,通过研究的动力学的动量分布函数在偶极量子牛顿摇篮组成的高磁性镝原子。这是通过创造第一个具有强磁偶极-偶极相互作用的一维玻色气体来实现的。这些相互作用提供了可调性的强度的可积性破坏扰动和近可积动力学的性质。我们提供的第一个实验证据表明,热化接近一个强相互作用的可积点发生在两个步骤:prethermalization其次是近指数热化。精确的数值计算的两个梯级晶格模型产生类似的两个时标的过程,这表明这是通用的强相互作用的近可积模型。此外,测得的热化率与无参数的理论估计是一致的,其基础是确定主导热化的碰撞类型。通过提供可积和不可积动力学制度之间的可调性,我们的工作揭示了孤立的量子多体系统热化的机制,以及热化开始的时间结构。
2018-05-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Eigenstate Thermalization Scaling in Majorana Clusters: from Chaotic to Integrable Sachdev-Ye-Kitaev Models
本征态热化假设(ETH)是一个关于孤立量子系统性质的猜想,当满足该假设时,它保证了子系统的热行为。ETH已经在许多本地多体交互系统上以各种形式进行了测试。在这里,我们研究ETH的有效性在一类非局部无序多体相互作用系统-Sachdev-Ye-Kitaev Majorana(SYK)模型-可以从混沌行为调整到可积性。我们的分析表明,SYK $_4$(与四次耦合),这是最大的混沌在大系统的大小限制,满足标准ETH标度,而SYK $_2$(与二次耦合),这是可积的,不。我们表明,低能量和高能量的属性受到显着不同的影响时,两个哈密顿混合。
2017-12-21 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Generalized thermalization for integrable system under quantum quench
研究了量子谐振链在局域量子猝灭下的平衡态和广义热化。我们考虑的猝灭作用是连接两个不相交的不同大小的调和链,系统在两个可积集之间跳跃。我们验证了这个无限维希尔伯特空间系统的广义吉布斯包络描述的有效性,并确定在经典系统的子系统之间的平衡。使用Bogoliubov变换,我们表明,淬火前的系统的本征态发展的吉布斯广义包络描述。在猝灭之前更离域(在参与比的倒数意义上)的本征态倾向于更快地平衡。进一步,通过广义Gibbs包络的相空间性质和受激发射的强度,确定了弛豫后期初始态的必要判据,并找出了可能不能用广义Gibbs包络描述的态.
2018-01-22 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Open-system eigenstate thermalization in a noninteracting integrable model
该研究从开量子系统视角出发,在完全可积的费米子能级-库耦合模型中发现弱本征态热化现象,证明不可积性并非热化的唯一必要条件,为理解统计力学涌现提供了新视角。
2024-11-20 cond-mat.stat-mech quant-ph
A Strategy for Proving the Strong Eigenstate Thermalization Hypothesis : Chaotic Systems and Holography
Kyoto University(京都大学)
本文提出了一种证明强热化假说的策略,通过分析混沌系统和双曲性,探讨了适用于广泛混沌理论的充分条件,并通过玩具模型验证了其在大N扰动下的性质。
2026-01-16 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Eigenstate Thermalization Hypothesis with projective representation
Kyushu University(九州大学);RIKEN(理化学研究所)
本文研究阿贝尔对称性投影表示下的本征态热化假说,指出投影结构导致简并激发态,并表明算符稳态值由广义吉布斯系综描述。
2026-05-26 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Comment on "Systematic Construction of Counterexamples to the Eigenstate Thermalization Hypothesis"
在最近的一封信[PhysRevLett.119.030601(2017),arXiv:1702.08227]中,Shiraishi和Mori声称提供了一种构造不具有本征态热化的局部哈密顿量的通用方法。我们认为,索赔是基于本征态热化假设(ETH)的误解。更具体地说,假设ETH对整个哈密顿矩阵有效,而不是独立地对每个对称扇区有效。我们讨论了在二维横场伊辛模型中混合对称扇区的情况。
2018-07-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Eigenstate thermalization hypothesis, time operator, and extremely quick relaxation of fidelity
本征态热化假设(ETH)坚持认为,对于不可积系统,每个能量本征态精确地给出了一类观测量的微正则期望值。作为ETH的一种机制,我们表明,能量本征态是操作定义的“时间算子”,这是热的热力学孤立的量子多体系统和近似正交的保真度的极短的弛豫时间的不可数的许多准本征态的叠加。通过这种方式,我们的场景提供了对ETH的理论解释。
2018-05-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Remarks on effects of projective phase on eigenstate thermalization hypothesis
该研究从投影表示角度重新审视本征态热化假说失效相关的对称扇区混合假设,通过带非平凡投影相位的ℤ_N×ℤ_N对称理论与保对称微扰规避验证困难,并开展了低维系统的数值分析。
2024-04-08 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Eigenstate thermalization hypothesis in two-dimensional XXZ model with or without SU(2) symmetry
本文研究了二维$L_1\times L_2$矩形晶格中自旋为1/2的$XXZ$模型在周期边界条件下的本征态热化性质。利用对称性,我们可以进行精确的对角化研究的能量本征值的系统大小$4\times 7$和能量本征态的$4\times 6$。数值分析的哈密顿本征值谱和矩阵元素的观测哈密顿本征态基支持的二维$XXZ$模型遵循本征态热化假设。当自旋相互作用是各向同性时,$XXZ$模型的哈密顿量保持总自旋不变,并具有SU(2)对称性.我们证明了本征态热化假设在总自旋是一个好的量子数的每个子空间内仍然成立。
2023-01-20 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermalization and its absence within Krylov subspaces of a constrained Hamiltonian
我们研究了一个简单的平移不变,质心(CoM)保持模型的相互作用费米子在一维(1D),这是在多个实验可实现的背景下产生的量子动力学。我们表明,这个模型自然显示与分形系统,其中单电荷只能通过发射偶极子移动的现象。这使我们能够证明这个模型的丰富的克雷洛夫断裂结构,其希尔伯特空间粉碎成指数许多动态断开的子空间。重点指数大Krylov子空间,我们表明,这些可以是可积或不可积的,从而建立的概念Krylov限制热化。我们解析地发现这个哈密顿量的可积Krylov子空间的塔,所有这些映射到各种系统大小的自旋1/2 XX模型。我们还讨论了不可积子空间的物理性质,在那里我们证明了弱本征态热化假设(ETH)仅限于每个不可积Krylov子空间。此外,我们表明,在一些热Krylov子空间的约束,导致当地运营商的长期期望值偏离行为通常预期的不变性系统。最后,我们表明使用Schrimart-Wolff变换,这样的模型自然出现在大电场限制的相互作用的Wannier-Stark问题的有效哈密顿,并评论我们的工作与布洛赫多体局域化现象的连接。
2019-10-30 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
From Near-Integrable to Far-from-Integrable: A Unified Picture of Thermalization and Heat Transport
Tianshui Normal University(天水师范学院);Northwest Normal University(西北师范大学);Lanzhou University(兰州大学);Chinese Academy of Sciences(中国科学院);Xiamen University(厦门大学)
研究一维双原子硬点气体的弛豫动力学,揭示热化和热传导的三种动态阶段,提出相图描述从近可积分到远不可积分的弛豫行为。
2025-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Generalized Thermalization in an Integrable Lattice System
在猝灭之后,可积系统中的观测量可能不会弛豫到标准的热学值,但可以弛豫到广义吉布斯系综(GGE)所预言的数值[M. Rigol等人,物理修订信函98,050405(2007)]。广义广义相对论已被证明可以精确地描述各种一维可积系统中的可观测量,但其成功的原因还没有完全弄清楚。在这里,我们介绍了一个微正则版本的GGE和GGE的基础上的广义解释的本征态热化假设,这是以前介绍的解释热化的不可积系统的理由。研究了光晶格中一维硬核玻色子猝灭后的弛豫。精确的数值计算多达10个粒子的50个晶格位置(~10^10本征态)验证了我们的方法。
2011-04-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Failure of the Generalized Eigenstate Thermalization Hypothesis in integrable models with multiple particle species
最近已经观察到,对于XXZ自旋链中的特定量子猝灭,局部可观测量与广义吉布斯包绕(GGE)的预测不平衡。在这项工作中,我们认为,GGE的故障可以归因于广义本征态热化假说(GETH),这一直是主要的候选人来解释的有效性GGE的失败。我们提供了明确的反例GETH,并认为,一般来说,它不持有多个粒子种类的模型。因此,没有理由认为广义相对论应该描述这些可积模型中观测量的长时间极限。
2014-08-21 cond-mat.stat-mech
Testing Eigenstate Thermalization Hypothesis for Non-Abelian Gauge Theories
本文报告了非阿贝尔规范理论热化全量子理解的进展,具体检验了(2+1)维SU(2)格点规范理论中的本征态热化假设。
2023-12-20 cond-mat.stat-mech hep-lat hep-ph
Finite-Size Scaling Analysis of the Eigenstate Thermalization Hypothesis in a One-Dimensional Interacting Bose gas
利用代数Bethe标度方法计算Lieb-Liniger模型的关联函数,对孤立量子系统中可能存在的本征态热化假设(ETH)进行了有限尺寸标度分析.我们发现,虽然ETH在强意义下不成立,但它在弱意义下仍然成立,即使对于可积系统也是如此。基于有限尺寸标度分析的结果,我们比较了弱ETH对热化的贡献与另一种热化机制典型性的贡献,并指出前者对后者的贡献仅为对数修正.
2012-12-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Test of Eigenstate Thermalization Hypothesis Based on Local Random Matrix Theory
我们证明了本征态热化假设(ETH)对局域相互作用量子多体系统普遍成立。通过引入相互作用的随机矩阵系综,数值计算得到了相互作用不同实现下本征态期望值的最大涨落分布。这种分布,这是不能从传统的随机矩阵理论,涉及非局部相关性,证明了绝大多数对本地哈密顿量和观测满足ETH指数小波动。由于局部性,我们的随机矩阵集成的遍历性被打破。
2020-10-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Out-of-equilibrium Eigenstate Thermalization Hypothesis
本文研究非平衡态在量子幺正动力学下的热化问题,提出一种描述非平衡初态在能量本征基下矩阵元的统计假设,揭示了决定弛豫动力学的指数小微交叉关联,并数值验证了标度与高频行为的涌现普适性。
2025-02-20 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Pushing the limits of the eigenstate thermalization hypothesis towards mesoscopic quantum systems
在封闭量子多体系统热化问题的讨论中,本征态热化假说(ETH)作为一个普适性概念的提出引起了人们的广泛关注。到目前为止,这个概念,正如其名称所述,是假设的。大多数克服这种假设性质的尝试是基于精确对角化,这意味着,例如,自旋系统限制为大约15次自旋。在这封信中,我们提出了一种方法,将这一限制推到大约35个自旋的系统大小,从而大大超出了精确对角化的可能性。一个具体的应用海森堡自旋阶梯产生结论性的结果证明。
2014-03-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Pre-thermalization in a non-integrable quantum spin chain after a quench
研究了突然引入不可积长程相互作用后量子伊辛链的动力学行为。通过一个精确的映射到一个完全连接的晶格的硬核玻色子,我们表明,出现了一个预热状态,我们调查其功能,专注于一类物理相关的可观的。为了深入了解最终的热化,我们概述了一个图解的方法,它补充了以前的准稳态的研究,并提供了动力学方程的自洽解决方案的基础。这一分析表明,这两个时间衰减的前热状态和交叉到最终的热一个可能发生代数。
2013-11-18 cond-mat.stat-mech
Eigenstate thermalization hypothesis in quantum dimer models
利用精确对角化方法研究了正方形和三角形格子上量子二聚体模型的本征态热化假设。由于非遍历性的本地板块翻转动力学,希尔伯特空间,这是由高度约束的紧密堆积的二聚体配置,分裂成部门的拓扑不变量的特点。我们发现,这对ETH有重要的影响:我们发现,ETH显然是满足时,每个拓扑部门分别对待,只有中等比例的潜在和动力学项的哈密顿量。相比之下,当光谱被视为一个整体时,ETH在正方形晶格上分解,显然也在三角形晶格上分解。这些结果表明,量子二聚体模型具有有趣的热化动力学。
2017-09-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Eigenstate Thermalization Hypothesis and Free Probability
量子热化通过本征态热化假说(ETH)得到很好的理解。描述矩阵元素的所有相关相关性的ETH的一般形式,可以基于相对于涉及附近能级的局部旋转的不变性的“典型性”论证而导出。在这项工作中,我们揭示了ETH和自由概率论的这种观点之间的密切关系,适用于热系综或能量壳层。这个数学框架允许一个简单的方式减少高阶关联函数的分解给出的最小块,确定为自由累积量,我们给出了一个明确的公式。这种观点自然地包含了一致性属性,即ETH操作符的本地函数也满足ETH。目前的结果揭示了本征态热化假说和自由概率结构之间的直接联系,大大拓宽了后者的范围,并突出了其与量子热化的相关性。
2022-10-18 cond-mat.stat-mech hep-th math-ph
Absence of thermalization after a local quench and strong violation of the eigenstate thermalization hypothesis
Faculty of Physics, Bielefeld University(比勒费尔德大学物理学院)
研究通过分析XX自旋链模型展示局部淬火后热化现象的缺失,并发现对能量态热化假设的强烈违背,尤其在开放边界条件下的自旋链中。
2026-04-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Eigenstate Thermalization Hypothesis and Approximate Quantum Error Correction
本征态热化假说(ETH)是一个强有力的猜想,它可以用来理解统计力学是如何在一大类多体量子系统中出现的。它也在CFT上下文中进行了解释,特别是全息CFTs预计将满足ETH。最近,人们观察到ETH条件对应于近似量子纠错码(AQECC)的充分必要条件,这意味着在满足ETH的系统中存在AQECC。在本文中,我们探讨了ETH作为纠错码的性质,并证明了存在一个显式的通用恢复通道的代码。在此基础上,我们讨论了所有混沌理论都含有纠错码的推广。然后,我们专注于AdS/CFT证明在黑洞与一个定义良好的宏观几何的整体重建的可能性。当与现有的AdS/CFT纠错故事相结合时,这表明黑洞对擦除错误非常强大。
2019-06-22 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Quantum Chaos, Thermalization, and Non-locality
本文通过数值研究由两类可积哈密顿量构造的非局域可积模型,发现非局域性可在无量子混沌的情况下驱动系统热化到典型态,同时破坏量子关联。
2025-08-27 cond-mat.stat-mech hep-th nlin.CD
Fast Thermalization from the Eigenstate Thermalization Hypothesis
本征态热化假说(ETH)在理解封闭量子系统中的热力学现象方面发挥了重要作用。然而,它与开放系统动力学热化时间尺度的联系仍然难以捉摸。本文建立了严格的联系ETH和快速热化到全球吉布斯状态。具体来说,我们证明了快速热化弱耦合到一个浴的准自由费米子,我们定期刷新系统。为了描述联合进化,我们推导出一个有限时间版本的戴维斯的生成器与明确的误差界和资源估计。我们的方法利用了ETH的一个关键特征:能量基中的算子可以由近对角带中的独立随机矩阵建模。这给出了在哈密顿量的本征态附近的量子展开子,并将问题简化为能量本征态上的一维经典随机行走。我们的结果解释了混沌开放量子系统中的有限时间热化现象。
2023-03-29 cond-mat.stat-mech math-ph math.FA
Universal Upper Bound on Ergotropy and No-Go Theorem by the Eigenstate Thermalization Hypothesis
本研究证明了量子多体系统ergotropy的普适上界受初始状态局部非热性和量子操作导致的局部熵减少限制,据此提出本征态热化假说禁止从能量本征态提取功的不可行定理,揭示了热力学第二定律对纯量子态依然成立,并以系统内关联为资源连接了第二定律与热化两大概念。
2025-01-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-Abelian eigenstate thermalization hypothesis
提出非阿贝尔 ETH,将本征态热化假说扩展到彼此不对易的守恒荷,并以 SU(2) 为例分析局域可观测量的热化及异常缓慢的有限尺寸收敛。
2023-04-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Multipartite entanglement structure in the Eigenstate Thermalization Hypothesis
在本征态热化假设下,研究了热纯态的量子费舍尔信息(QFI)和多体纠缠结构。在正则系综和ETH中,量子费舍尔信息可以从响应函数显式地计算。在ETH的情况下,我们发现QFI的表达式限制了上面相应的规范表达式。这意味着,尽管局部可观测量的平均值和波动与它们的正则对应物无法区分,但状态的纠缠结构是完全不同的;随着差异的放大,例如,在热相变附近。我们还提供了一个最先进的数值例子的情况下,量子费舍尔信息在量子多体系统是广泛的,而相应的量在正则系综消失。我们的研究结果有直接相关的纠缠结构的淬火多体动力学的渐近状态。
2020-01-31 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Non-Hermitian Hamiltonians Violate the Eigenstate Thermalization Hypothesis
本研究探讨本征态热化假说(ETH)在非厄米多体系统中的适用性,发现本征态涨落与平均值同量级、不存在热化,并通过Ginibre系综的数学结果及非厄米Sachdev-Ye-Kitaev模型等的数值结果验证了该现象的普遍性。
2023-03-06 cond-mat.stat-mech hep-th math-ph
Eigenstate Thermalization Hypothesis (ETH) for off-diagonal matrix elements in integrable spin chains
Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa(比萨大学物理系);INFN Sezione di Pisa(意大利国家核物理研究所比萨分部)
本文研究了可积分自旋链中非对角矩阵元的热化行为,发现其衰减与Gumbel分布相关,揭示了不同宏观态间矩阵元的快速衰减特性。
2026-02-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Thermalization in open many-body systems based on eigenstate thermalization hypothesis
研究了耗散不服从细致平衡条件的宏观量子系统的定态。我们认为,吉布斯态在一个有效的温度下给出了一个很好的描述的稳定状态,只要系统的哈密顿量服从本征态热化假设(ETH)和微扰理论在弱系统-环境耦合是有效的热力学极限。我们推导出一个标准,以保证扰动理论的有效性,这是满足足够弱的耗散时,Liouvillian是大容量耗散系统的热力学极限,而扰动理论打破了边界耗散混沌系统由于扩散运输的存在。我们在数值上证实了这些理论预测。这项工作表明宏观开放量子系统的稳态和ETH之间的联系。
2020-04-16 cond-mat.stat-mech
Matrix product symmetries and breakdown of thermalization from hard rod deformations
本文提出利用“硬棒变形”构建自旋-1/2链,发现由矩阵积算子生成的非交换对称代数会导致Hilbert空间碎片化和热化破坏,并在非平衡态下支持持续振荡,且该对称性同样存在于不可积模型中。
2023-02-16 cond-mat.stat-mech nlin.SI
Relevance of the eigenstate thermalization hypothesis for thermal relaxation
研究了本征态热化假设(ETH)的有效性及其对封闭量子多体系统中初态无关(ISI)平衡的作用。利用动力学典型性的概念,我们提出了一个广泛的数值分析的能量交换的可积和不可积的自旋1/2系统的大尺寸范围外的精确对角化。在不可积系统的情况下,我们的有限尺寸标度表明,ETH成为有效的热力学极限,可以作为ISI平衡的基础机制。然而,在可积系统的情况下,尽管违反了ETH,仍观察到ISI平衡的指示。我们在这个观察结果和在ETH中选择适当参数的需要之间建立了联系。
2015-06-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Preferred basis derived from eigenstate thermalization hypothesis
研究了在薛定谔整体演化下,局部耦合到大环境的$m$能级中心系统约化密度矩阵(RDM)的长时间平均.我们考虑一类相互作用哈密顿量,其环境部分满足所谓的本征态热化假设(ETH),在所涉及的能量区域中具有恒定的对角部分。在中心系统哈密顿量的本征基上,导出了平均RDM中各元素之间的$\frac{1}{2}(m-1)(m+2)$关系。当稳定状态存在时,这些关系意味着存在一个优选的基础,给出了一个重整化的哈密顿量,其中包括一定的平均影响的系统-环境相互作用。对耦合到缺陷伊辛链的量子比特进行的数值模拟符合分析预测。
2022-10-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Locality and thermalization in closed quantum systems
我们推导出封闭量子系统中局部可观测量热化的一个充分必要条件,它为热化过程提供了一种独立于本征态热化假设的另一种解释。我们还表明,这种方法是有用的研究热化的基础上的有限尺寸标度的数值数据。这个条件是从观测量的精确表示得出的,它是系统在局部守恒荷上的投影和在非局部守恒荷上的投影的总和。我们表明,热化要求的时间平均值的后一部分消失的热力学极限,而时间和统计平均值的第一部分是相同的。作为一个例子,我们使用这个热化条件来分析一个一维自旋模型的精确对角化数据。我们发现,当地的制冷剂热化的热力学极限,虽然我们没有发现任何迹象表明,本征态热化假设适用。
2014-04-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Eigenstate Thermalization Hypothesis and Quantum Jarzynski Relation for Pure Initial States
自从Jarzynski等式第一次提出以来,这个等式的许多推导都在经典和量子背景下提出。虽然方法和设置彼此之间存在很大差异,但它们似乎都依赖于初始状态是热吉布斯状态。在这里,我们提出了一个调查的工作分布在驱动孤立的量子系统,从纯态,接近初始哈密顿量的能量本征态。我们发现,在追求的不可积系统,Jarzynski等式满足良好的精度。
2016-03-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el physics.comp-ph
Quantum master equation from the eigenstate thermalization hypothesis
该研究基于本征态热化假设推导了弱耦合混沌纯态浴系统的量子主方程,揭示马尔可夫性与局域细致平衡的产生机制,经数值验证并对比可积浴差异,拓展了开放量子系统理论的适用范围。
2025-09-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Testing whether all eigenstates obey the Eigenstate Thermalization Hypothesis
我们问本征态热化假设(ETH)是否在强意义上有效:在无限系统的极限,{ \it every}本征态是热的。我们研究了高激发多体本征态中少体算子的期望值,并寻找“离群值”,即偏离ETH最多的本征态。我们使用精确对角化的两个一维不可积模型:一个量子伊辛链的横向和纵向领域,和硬核玻色子在半填充最近和次近邻跳跃和相互作用。我们发现,随着系统规模的增加,即使是最极端的离群值也会服从ETH,从而提供了支持ETH的数值证据。最后,周期性地驱动伊辛哈密顿量,我们表明,相应的Floquet运营商的本征态服从ETH更密切。我们把这种更好的热化归因于消除了总能量守恒的约束。
2014-08-12 cond-mat.stat-mech quant-ph