Simple slow operators and quantum thermalization
Princeton University（普林斯顿大学）
本文研究了典型初始态热化与局部算符动力学的关系，引入简单慢算符概念，证明其存在与否与热化现象直接相关。
2026-10-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Slow Thermalization of Exact Quantum Many-Body Scar States Under Perturbations
量子多体疤痕态是一种特殊的有限能量密度本征态，它存在于不满足本征态热化假设的热化系统中。我们研究了精确的多体疤痕态在微扰下的命运。在小的系统尺寸下，由微扰理论描述的变形疤痕状态存活。然而，我们认为他们最终热化的热力学极限从非对角矩阵元素的有限尺寸标度。尽管如此，我们的数值和分析表明，非热性能的疤痕生存参数长时间淬火实验。我们提出了一个严格的论点，下界的热化时间为任何疤痕状态为$t^{*} \sim O(λ^{-1/(1+d)})$，其中$d$是系统的空间维数和$λ$是微扰强度。
2020-07-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Quantum Slow Relaxation and Metastability due to Dynamical Constraints
引起经典玻璃的缓慢合作弛豫特性的一般机制之一是动力学中存在动力学约束。在这里，我们表明，动力学约束可以类似地导致缓慢的热化和亚稳性的几何不变的量子多体系统。我们通过考虑两个简单的模型来说明这个一般的想法：（i）一个一维量子模拟经典的约束晶格气体，其中激发跳跃受到相邻位置的状态的约束，模仿致密流体的排斥体积相互作用;（ii）正方形晶格上完全填充的量子二聚体。两种模型都有一个Rokhsar-Kivelson（RK）点，在该点处动能和势能常数相等。在RK点的一侧，动能占主导地位，热化是快速的。另一方面，在势能占主导地位的地方，热化是缓慢的，初始条件的记忆持续很长时间，时间尺度的分离导致最终热化之前的明显亚稳态。此外，在类比中发生的经典玻璃的松弛，缓慢的热化制度显示动力学的异质性所表现出的空间分离的纠缠增长。
2018-07-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Exponentially slow thermalization in 1D fragmented dynamics
本文研究一维局域约束系统与边界热浴耦合的热化动力学，提出并验证了强希尔伯特空间碎裂导致热化时间随系统尺寸指数发散的猜想，涵盖偶极守恒、tJ_z模型等，并将证明与扩展图猜想关联。
2025-01-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el math.GR
Dynamical localization and slow thermalization in a class of disorder-free periodically driven one-dimensional interacting systems
本文研究周期性驱动的一维相互作用无自旋费米子系统中动力学局域化与相互作用引发的反常热化行为，揭示了由守恒量或驱动诱导共振导致的约束动力学机制，为 Floquet 系统提供了难以在非驱动系统中实现的约束动力学生成机制。
2024-01-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Multiple quantum scar states and emergent slow-thermalization in the flat-band system
量子多体痕（QMBS）出现在锯齿晶格上的相互作用的平带模型。平带模型包含一个紧支撑局域本征态，称为紧局域态（CLS）。在平带的低填充下，可以从CLS中构造出一些特征的多体态。这些多体状态是简并的。从这样的简并态开始，我们具体展示了如何构建多个QMBS嵌入在整个光谱中具有不同的本征能量。如果通过引入跳频调制或弱微扰来提升简并度，则这些被提升的态可以看作是多个QMBS。在本论文中，我们主要研究微扰诱导的量子脉宽调制。在未扰动极限下，与精确量子多量子系统相联系的扰动态表明了常规量子多量子系统的共同性质，即具有子体积或面积律标度纠缠熵的子空间，这表明违反了强本征态热化假设（ETH）.对于一个特定的初始状态，缓慢热化动力学出现。我们用数字来证明这些问题。具有相互作用的平带模型是非可积系统中具有强ETH和QMBS破坏的典型例子。
2021-05-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Thermalization of entanglement
研究了两个量子混沌自旋链在高纠缠纯态下经历幺正时间演化时平衡态附近的纠缠熵动力学。我们研究了从初始态到平衡态的弛豫过程，初始态的纠缠熵小于或大于平衡态，以及在平衡态中发生的纠缠自发涨落的动力学。对于具有与时间无关的哈密顿量和广泛的守恒能量的自旋链，我们发现纠缠熵在平衡附近缓慢弛豫。这种缓慢的弛豫是不存在的弗洛凯自旋链与哈密尔顿是周期性的时间，因此没有本地守恒定律。因此，我们认为，缓慢的扩散能量输运是负责缓慢弛豫的纠缠熵的哈密顿系统。
2015-06-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Extremely quick thermalization in a macroscopic quantum system for a typical nonequilibrium subspace
例如，宏观系统接近热平衡的事实看起来令人困惑，因为它似乎与微观动力学的时间可逆性相冲突。我们在这里证明，在一个宏观量子系统的一个典型的选择“非平衡子空间”，任何初始状态确实热化，事实上这样做非常快，玻尔兹曼时间$τ_\mathrm{B}:=h/(k_\mathrm{B}T)$的顺序。因此，需要解释的不是宏观系统接近平衡，而是它们接近平衡的速度很慢。
2014-02-03 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Gap-controlled thermalization in a chain of alternating nonlinear springs: an SSH model version of the Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou problem
Posgrado en Ciencias Físicas, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理科学研究生院）；Depto. de Sistemas Complejos, Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)（墨西哥国立自治大学物理研究所复杂系统系）
本研究通过二聚化Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou链的SSH模型，发现二聚化强度达到最大值一半时出现隔离阈值，该阈值由umklapp过程决定，声子隙可作为可调滤波器控制非线性晶格中的热化。
2026-10-27 cond-mat.stat-mech
Thermalization packets and optimal ice cubes
University of Virginia（弗吉尼亚大学）；Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）
该研究提出热化包（冷却时称冰块）策略，定义完美与最优热化包，发现热制备中最优包非最冷包，存在类似姆佩姆巴效应的现象，在多种模型中演示该概念并扩展到有限读出时间优化。
2026-08-27 cond-mat.stat-mech
Prethermalization, thermalization, and Fermi's golden rule in quantum many-body systems
本文研究了弱扰动不可积系统中局部观测量的预热化和热化动力学，其哈密顿量为$\hat{H}_0+g\hat{V}$，其中$\hat{H}_0$是不可积的，$g\hat{V}$是扰动.我们探讨远离平衡初始状态的热力学极限，使用数值关联的集群扩展（NLCE），并在有限的系统与周期性边界，使用精确对角化的动态。我们认为，一般的观测量表现出两步松弛过程，快速的预热动力学，其次是一个缓慢的热化，只有当扰动打破了$\hat{H}_0$的守恒量，如果在初始状态下的守恒量的值是$\mathcal{O}(1)$不同的热化后。我们表明，缓慢的热化动力学的特点是由速率$\propto g^2$，这可以准确地确定使用费米黄金法则（FGR）方程。我们还表明，在这样一个缓慢的动态，可观测量可以描述使用投影对角线和吉布斯系综，我们对比他们的准确性。
2021-11-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Localization and slow-thermalization in a cluster spin model
介绍并研究了一种新的具有相互作用和无序的团簇自旋模型。在特定类型的相互作用中，我们发现了大量的局部运动积分（LIOMs），它们是量子信息中稳定器的修改版本，即，指定系统中所有量子态的相互交换算子。这些LIOM可以定义为任何强度的相互作用和无序，并且是紧支撑的，而不是指数衰减的尾巴。因此，即使在存在相互作用的情况下，可积性仍然存在，并且所有的能量本征态都被这些LIOM标记，并且可以明确地获得。因此，可积动力学是有希望出现的。LIOMs的紧凑支撑性质至关重要地防止了热化和纠缠传播。我们用数值方法研究了紧支撑LIOMs的存在对系统动力学的影响，并阐明了额外相互作用的影响，这些相互作用破坏了LIOMs的紧支撑性质。在那里，我们发现普通的MBL行为出现，如纠缠熵的对数增长的时间演化。除了遍历性破缺动力学，我们发现，即使在存在相互作用的情况下，对于特定的状态，也能保持拓扑序。
2022-06-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Thermalization process of a photo-generated plasma in semiconductors
从理论上研究了半导体系统中导致光激发等离子体热化条件的超快过程动力学。我们分析了由有限光脉冲产生的载流子数的时间演化，从脉冲的开始直到载流子数达到准平衡条件的时间。我们计算了沿系统通过的不同阶段的主要相互作用机制引起的能量通量。我们的分析是通过使用一组非线性速率方程，该方程支配的载流子在能量空间中的人口的时间演化。我们认为主要的相互作用机制，包括动态屏蔽和声子布居效应。
2008-11-01 cond-mat.stat-mech
Thermalization in the Quantum Ising Model - Approximations, Limits, and Beyond
我们提出了定量预测的量子模拟器实验伊辛模型从被困离子里德堡链，并显示如何热化，从而退相干时间，可以控制考虑共同的，独立的，和端盖耦合浴。我们发现：（一）独立浴使更快速的热化相比，一个共同的;（二）热化的时间尺度强烈依赖于伊辛相图中的位置;（三）对于一个共同的浴较大的系统尺寸显示显着放缓热化过程中;和（四）有限尺寸标度表明亚辐射效应减慢热化率向无限自旋链限制。我们发现，有必要处理完整的多通道Lindblad主方程，而不是常用的单通道局部Lindblad近似，使精确的预测在经典的计算机上。这种方法减少了量子比特的数量，人们可以实际上经典模拟的至少一个因素4，反过来又显示了量子优势，这种热化问题的一个因素4小量子比特数的开放量子系统，而不是封闭的。因此，我们的研究结果鼓励开放量子系统探索噪声的中间尺度量子技术。
2019-02-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Slow quantum thermalization and many-body revivals from mixed phase space
当系统的半经典相空间是混合的时，少体量子系统的弛豫可以强烈地依赖于初始状态，即，混沌运动区域与规则岛屿共存。近年来，人们一直在努力理解强相互作用量子系统中的热化过程，这些系统通常缺乏明显的半经典极限。含时变分原理（TDVP）通过将幺正多体动力学投影到弱纠缠变分态的流形上，系统地导出了一个有效的经典（非线性）动力学系统.我们证明了这样的动力系统一般具有混合相空间。当TDVP误差很小时，混合相空间在量子模型的精确动力学上留下足迹。例如，当系统初始化在一个稳定的周期轨道或周围的规则区域的状态，它表现出持久的多体量子复苏。作为原理的证明，我们确定了新类型的"量子多体伤疤"，即，在一维和二维相互作用的里德伯原子模型中，初始状态导致长时间振荡。有趣的是，引起最强复苏的初始状态通常是纠缠态。另一方面，即使当TDVP误差很大时，如在热化倾斜场伊辛模型中，在相空间的规则区域中初始化系统也会导致热化减慢。我们的工作建立了TDVP作为一种方法来识别相互作用的量子系统在任意尺寸的异常动力学。此外，混合相空间的经典变分方程允许在相互作用模型中找到缓慢热化的初始条件。我们的研究结果揭示了经典和量子混沌之间的联系，指出经典Kolmogorov-Arnold-Moser定理可能扩展到量子系统。
2020-01-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Slow Relaxation in a Glassy Quantum Circuit
本研究提出一种可调Floquet随机量子电路，探究玻璃态量子系统的慢热化特性，揭示了两步热化过程与谱形状因子的增强效应，为多体量子热化研究提供了理想平台。
2024-10-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Operator thermalization vs eigenstate thermalization
我们研究的热化和非热化运营商在可积理论的特点，因为我们打开一个不可积的变形。具体来说，我们表明，$σ^z$，热化的可积横向场伊辛模型的运营商，具有平均矩阵元素，类似ETH，但周围的平均波动，急剧抑制。当伊辛模型由于纵向场的开启而变得不可积时，这种抑制迅速减小。我们还构建了一个非热化算子的可积制度，慢慢接近ETH形式的理论变得不可积。在中间值的不可积的变形，区分一个微扰长弛豫时间为这个运营商。
2019-11-14 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Nonequilibrium phonon dynamics beyond the quasiequilibrium approach
用简化的方式描述固体的非平衡态是超快动力学领域的一个挑战。本文通过求解玻尔兹曼输运方程（BTE），研究了固体中三声子散射引起的声子热化。的BTE的数值解表明，横向声学和纵向声学（LA）声子温度是不明确的弛豫过程中，表明准平衡近似的故障。在弛豫的初始和最终阶段，分别观察到热声子和冷声子的发展以及从低能声子到高能声子的反向能量流。提出了一个极小模型，将后者与LA声子能量的幂律衰减联系起来。
2017-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
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
Thermalization of two- and three-dimensional classical lattices
本研究通过解析与数值方法，揭示二维和三维经典晶格中能量弛豫的普适时间尺度，表明能量均分在足够大的晶格中普遍达成，并有助于探索固体材料中的高阶非线性效应。
2022-07-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech nlin.CD
Thermalization of oscillator chains with onsite anharmonicity and comparison with kinetic theory
我们进行微观分子动力学模拟的粒子链与现场的非谐性研究松弛的空间均匀状态的平衡，并直接比较模拟与相应的玻尔兹曼-佩尔斯动力学理论。维格纳函数作为微观水平和动力学水平之间的公共界面。我们证明了初始瞬态时间间隔后的定量协议。特别是，除了能量守恒，我们观察到额外的准守恒的声子密度，通过相关的微观场变量的系综平均定义和精确保存的动力学方程。在超动力学时间尺度上，密度准守恒丢失，而能量保持守恒，我们找到了密度最终弛豫到其正则系综值的证据。然而，精确的机制仍然是未知的，并且没有被玻尔兹曼-佩尔斯方程捕获。
2016-08-30 cond-mat.stat-mech
Hydrodynamical thermotransport relaxation times of semiconductor electrons via acoustic phonons
提出了一个研究半导体电子热输运性质的流体力学模型。从半经典玻尔兹曼方程出发，建立了相应场的平衡方程组。电子密度、电子能量密度、电流密度和热流密度被认为是直接输运和交叉效应通量的基本场。通过考虑电子-声学声子相互作用作为主导的微观散射过程，计算了产生项的动力学弛豫时间。为了证明长时间热化机制的合理性，在完全退化和非退化极限下证明了Onsager对称性关系。
2007-07-20 cond-mat.stat-mech
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
Non-thermal eigenstates and slow relaxation in quantum Fredkin spin chains
本研究针对具有三体相互作用和动力学约束的量子Fredkin自旋链，通过多种理论方法揭示了随机点附近的动力学突变、希尔伯特空间碎裂现象及非热本征态的存在，深化了对量子多体系统热化与慢弛豫机制的理解。
2024-11-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermalization after photoexcitation from the perspective of optical spectroscopy
我们在Holstein模型中分析了耦合到单支量子声子的光激发载流子的热化。为此，我们计算了远离平衡的纯多体状态的时间演化，并将其与热吉布斯系综的预测进行比较。我们表明，在足够强的载流子激发，非平衡系统的演变走向热稳定状态。我们的分析是基于两类可观的。首先，费米子动量的占据，即单粒子密度矩阵的本征值，在稳态下与相应的吉布斯系综中的值相匹配。这表明整个晶格上的静态费米子关联的热化。其次，动态电流-电流相关性，包括时间分辨的光学电导率，也采取其热对应物的形式。值得注意的是，静态和动态的费米子关联都在相同的温度下热化。我们的研究结果表明，随后的弛豫过程，观察到的时间分辨超快光谱，可以有效地描述应用准热方法，例如，多温度模型
2016-07-20 cond-mat.other cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Exponentially Slow Heating in Short and Long-range Interacting Floquet Systems
我们分析了动力学的驱动（Floquet）哈密顿与短期和长期的相互作用，找到明确的证据热化时间，$τ^*$，随驱动频率呈指数级增加。我们观察到这种行为，无论是在系统与短程相互作用，我们的结果是一致的严格的界限，并在系统与长程相互作用，这种界限目前不存在。使用加热和纠缠动力学相结合，我们明确地提取有效的能量尺度控制热化的速率。最后，我们证明，时间短于$τ^*$，系统的动力学是很好的近似演化下的时间无关的哈密顿量$D_{\mathrm{eff}}$，短距离和长距离相互作用系统。
2017-08-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Floquet-Thermalization via Instantons near Dynamical Freezing
University of Cologne（科隆大学）；Cornell University（康奈尔大学）
研究通过Floquet流-重整化揭示动态冻结现象，发现流轨迹在冻结点附近经历瞬子事件，延迟热化时间并展现近似涌现对称性。
2026-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Locally controlled arrested thermalization
本文研究如何在量子系统中局部减缓或阻止热化，提出支配子系统间能量与熵流动的条件，并展示用少体态构建“热开关”的方案。
2024-05-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
