Hidden Quantum Markov Models and non-adaptive read-out of many-body states
随机有限状态发生器是无限时间序列的压缩描述。或者，压缩描述由量子有限态生成器给出[K. Wiesner和J.P.Crutchfield，Physica D 237，1173（2008）]。这些都是基于对量子动力学系统的重复冯诺依曼测量。在这里，我们推广的量子有限态生成器取代冯诺依曼投影随机量子操作。通过这种方式，我们保证任何具有随机压缩描述的时间序列都具有压缩的量子描述。此外，我们建立了我们的随机发电机和顺序读出的多体状态与几何不变矩阵产品状态表示之间的联系。作为一个例子，我们考虑非自适应读出的1D集群状态。这被证明是等效于一个隐藏的量子模型与两个内部状态，提供洞察的内在复杂性的过程。最后，通过实例证明了量子描述比经典随机描述具有更高的压缩度。
2012-08-30 quant-ph
Simulating local measurements on a quantum many body system with stochastic matrix product states
我们演示了如何模拟离散和连续随机演化的量子多体系统的测量使用矩阵产品状态。一个特殊的，但普遍适用的，测量模型进行了分析，并在矩阵乘积operators方面的一个简单的表示found.The技术的反铁磁海森堡自旋链模型的数值模拟的例子受到各种情况下的测量模型。特别是，我们专注于本地测量与小的支持和非本地测量，诱导长程相关性。
2009-11-25 quant-ph
Matrix-Product based Projected Wave Functions Ansatz for Quantum Many-Body Ground States
我们开发了一种新的投影波函数方法，它是基于矩阵乘积算子（MPO）形式的投影算子。我们的方法允许通过优化MPO的矩阵元素来变分地改善给定试验波函数的短程纠缠，而长程纠缠包含在波函数的初始猜测中。使用标准的变分蒙特卡罗技术进行优化。我们证明了我们的方法的效率，通过考虑相互作用的无自旋费米子的一维模型。此外，我们指出如何推广这种方法到更高的维度使用投影算子是基于张量积。
2012-01-30 cond-mat.str-el physics.comp-ph quant-ph
A quantum hydrodynamical description for scrambling and many-body chaos
近年来，对全息系统和可解模型（如SYK模型）中的超时有序热关联关联函数（OTOC）的研究为多体混沌的研究提供了新的视角。到目前为止，混沌行为已通过显式计算在特定的模型。在本文中，我们提出了一个统一的描述的指数增长和弹道蝴蝶传播的OTOC在不同的系统使用新制定的“量子流体力学”，这是有效的有限$\hbar$和所有订单的衍生物。在混沌系统中的一个通用的少体算子的混乱被描述为建立一个“流体动力云”，和云的指数增长产生的移动对称的流体动力作用。这种对称性也使能量密度和通量的关联函数以及一般算符的时间序关联函数不受指数增长的影响，同时导致OTOC的混沌行为.该理论还预言了一个有趣的现象，即在能量密度和通量的两点函数中，在复频率和动量的特定值处的极点跳跃。这种跳极现象可以被认为是混沌模式的流体动力学起源的“吸烟枪”。我们还讨论了这样的流体动力学描述可能是最大混乱系统的标志的可能性。
2018-10-15 cond-mat.str-el hep-th nlin.CD
Spin Description in the Star Product and the Path Integral Formalism
自旋可以通过在费米扇区中推广玻色子Moyal积而用星积形式描述。费米子星积则是几何代数的克利福德积，并且可以用玻色子星积形式主义来表示费米子星积形式主义。对于自旋的费米子星积描述，可以建立与用费米子变量描述自旋的其他方法的关系，即算子形式主义和路径积分形式主义。它表明，费米星积形式主义和费米路径积分形式主义的玻色子类似。
2007-05-24 quant-ph
Matrix Product Renormalization Group: Potential Universal Quantum Many-Body Solver
密度矩阵重整化群（DMRG）是一种著名的张量网络算法，它可以非常有效地计算一维量子多体系统的基态。在这里，我们提出了一个改进的连续张量网络算法，我们命名为矩阵乘积重整化群（MPRG）的制定。MPRG是一个通用的量子多体求解器，它可以在零温度和有限温度下工作，在二维和更高维，甚至适用于开放量子系统。此外，MPRG不依赖于任何变分原理，因此支持任何类型的非厄米系统在任何维度。作为一个示范，我们提出了临界性质的杨-李边缘奇异性在一维作为一个代表性的非厄米特系统。
2022-12-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-lat
Entropy production and fidelity for quantum many-body systems with noise
本文研究了在静态缺陷影响下，含有多个相互作用费米粒子的系统的动力学性质。主要注意力是支付的波包的香农熵的时间依赖性，和动力学的保真度。我们的问题是熵和保真度如何对噪声敏感。在我们的研究中，我们使用了两体相互作用的随机矩阵模型和量子计算的动力学模型。数值数据与分析预测进行了比较。
2004-03-13 quant-ph
Exact Quantum Many-Body Scars by a generalized Matrix-Product Ansatz
The Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, Oxford University（鲁道夫·派尔斯理论物理中心，牛津大学）
该研究基于特定方法构造矩阵乘积形式非无挫败哈密顿量的量子多体系统精确本征态，经一维、二维实例验证了方法的有效性。
2026-08-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Time dynamics with matrix product states: Many-body localization transition of large systems revisited
比较了两种基于矩阵乘积态的素时演化算法--含时密度矩阵重整化群（tDMRG）和含时变分原理（TDVP）的精度。后者被认为是在有限的和固定的辅助空间维度内的优越性。令人惊讶的是，我们发现算法的性能取决于所考虑的模型。特别是，多体局部化系统以及局部化和离域相之间的交叉区域更好地描述了tDMRG，相反的离域制度，TDVP确实优于tDMRG的准确性和可靠性。作为例子，我们研究了大尺寸海森堡链中的多体局域化跃迁。我们讨论了以前对大型系统临界无序强度的估计[Phys. Rev. B 98，174202（2018）]的缺点。
2020-01-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Time evolution of controlled many-body quantum systems with matrix product operators
Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学）；LAAS-CNRS, Université de Toulouse（图卢兹大学 LAAS-CNRS）
本文提出利用矩阵乘积算符和切比雪夫多项式方法，高效描述多体受控量子系统的时序演化，并应用于量子最优控制中的门合成问题。
2025-09-08 quant-ph
Spatial reflection and renormalization group flow of quantum many-body systems with matrix product state representation
揭示了量子多体系统在空间反射下的性质及相应的重整化群（RG）物理过程。借助矩阵乘积状态（MPS）表示，体现了与空间反射相关的平移不变系统的各种属性。随后我们证明了反射MPS对在RG变换下的共轭关系的守恒律，并进一步说明了RG流的不动点的性质。最后，我们证明了在密度矩阵重整化群算法中，对于目标态也存在类似的规则。
2008-03-31 cond-mat.stat-mech quant-ph
Saturation of entropy production in quantum many-body systems
将热力学第二定律与微观可逆动力学联系起来是统计物理学中一个长期存在的问题。本文基于量子多体物理的理论，讨论了在幺正动力学下孤立量子系统的熵产生饱和问题。首先，我们严格证明了饱和的熵产生在长时间制度，其中一个总的系统可以在一个纯态。其次，我们讨论了饱和时熵产生的非负性，这隐含着热力学第二定律。这是基于本征态热化假设（ETH），该假设指出即使是单个能量本征态也是热的。我们还数值表明，熵产生饱和在一个非负值，即使当初始状态的热浴是一个单一的能量本征态。我们的结果揭示了孤立量子系统中熵产生的基本性质。
2017-11-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Particle number conservation in quantum many-body simulations with matrix product operators
将守恒定律显式地转化为矩阵乘积态（MPS），可以大大减少量子多体系统的数值模拟所消耗的资源。我们将在这里讨论，在什么程度上可以使用这个概念在模拟中的动态演变的实体矩阵乘积运算符（MPO）。与直觉相反的是，通过牺牲除了单个对称扇区之外的所有对称扇区的信息来获得速度的期望并不是在所有情况下都能实现。事实证明，在这种情况下，通常由固定粒子数的全局约束所施加的纠缠是限制因素。
2011-10-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Description and complexity of Non-markovian open quantum dynamics
理解和模拟非马尔可夫量子动力学是开放量子系统理论的一个重要挑战。这一努力的一个关键进展将是发展一个统一的数学描述非马尔可夫动力学，并在多体环境中对其复杂性进行分类。在本文中，我们确定了一般类的非马尔可夫记忆内核，描述复值氡措施，并通过正则化过程构建相应的系统环境酉群定义其动态。在此定义的基础上，我们考虑$k-$本地多体非马尔可夫系统的物理动机的假设上的总变化和平滑的内存内核。我们建立了它们的动力学可以有效地近似量子计算机，从而提供了一个严格的验证扩展丘奇-图灵论文这一类非马尔可夫开放量子系统。
2022-11-08 quant-ph
Extracting the field theory description of a quantum many-body system from experimental data
量子场论是描述复杂量子多体系统相关物理的有力工具。在这里，我们开发了一个通用的途径来提取量子场论的描述和它的参数纯粹从实验数据的不可约的积木。这是通过提取单粒子不可约（1 PI）顶点来实现的，从这些顶点可以构建所有的观测量。为了匹配量子模拟实验中使用的实验技术的能力，我们的方法采用了一个公式的量子场论的基础上的等时间关联函数。我们说明我们的程序应用到量子sine-Gordon模型在热平衡。的理论基础，说明了估计的不可约顶点在相同的时间分析和使用数值模拟。然后，我们明确展示了如何提取这些量从实验中，我们量子模拟正弦戈登模型的两个隧道耦合超流体。我们提取完整的两点函数和相互作用顶点（四点函数）及其随动量的变化，对耦合的“运行”进行编码。测量的1 PI顶点进行比较的理论估计，验证我们的程序。我们的工作为解决量子场论中的基本问题开辟了新的途径，这些问题与高能和凝聚态物理有关，并将量子现象从基础科学带到实用技术中。
2020-04-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Entanglement in many-body quantum systems
从量子信息的角度简要介绍了量子纠缠，并简单介绍了纠缠在多体量子系统中的应用。特别强调面积定律，冷原子，以及使用张量网络状态的有效描述。
2012-05-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Periodic orbits, entanglement and quantum many-body scars in constrained models: matrix product state approach
我们分析强相互作用，动力学约束的多体系统的量子动力学。最近的实验表明，令人惊讶的长寿命，周期性的复苏后，量子猝灭的里德伯原子阵列的动机，我们引入了一个本地纠缠自旋态的流形，表示由低键维矩阵乘积状态，并推导出运动方程，他们使用时间依赖的变分原理。我们发现，他们的特点是孤立的，不稳定的周期轨道，捕获递归和代表非遍历动力学轨迹。我们的研究结果为理解一类约束自旋模型中的量子动力学提供了一个理论框架，这使我们能够研究最近提出的“量子多体疤痕”的解释[Nature Physics（2018），doi：10.1038]，并建立与混沌单粒子系统中相应现象的联系。
2019-01-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Correlated Gaussian Approach to Anisotropic Resonantly Interacting Few-Body Systems
在降维的情况下，量子力学的少体系统可以表现出许多有趣的性质，如标度不变性和普适性。解析描述通常可用于整数维，然而，数值方法是必要的，以解决尺寸转换。全相关高斯方法提供了一个变分描述的少体实空间波函数。通过将粒子放置在谐波阱中，可以通过压缩约束来描述系统在不同程度的各向异性。通过这种方法，描述了从三维到一维连续形变过程中两个和三个全同玻色子以及异质玻色子（Cs-Cs-Li和K-K-Rb）系统的组态。我们发现，整数维的情况下，结合能之间的变化表现出一个普遍的行为类似于避免交叉或Zeldovich重排。
2018-05-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
The correlational entropy production during the local relaxation in a many body system with Ising interactions
针对孤立量子系统局域子系统的弛豫问题，研究具有Ising相互作用的有限多体系统局域动力学，发现总关联的单调递增包络对应不可逆熵产生，且约束下的总关联最大值与含时演化结果吻合。
2023-08-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Construction of Many-Body-Localized Models where all the eigenstates are Matrix-Product-States
在多体定域化的背景下，研究了开链$N$量子自旋的“本征态-哈密顿量”反问题。我们首先构造由$2^N$正交矩阵乘积态（MPS）构成的希尔伯特空间的最简单的基，从而自动满足纠缠面积定律。然后，我们分析了相应的$N$局部运动积分（LIOM），可以被认为是这些$2^N$ MPS的局部构建块，以构建具有这些$2^N$ MPS作为本征态的父哈密顿量。最后，我们研究了对角包围密度矩阵的矩阵乘积算子形式，它可以计算酉动力学的长时间平均观测量。利用描述混合态的密度矩阵的Schmidt分解的广义概念，给出了算符空间中局域观测量的记忆和纠缠特性的显式结果.
2019-10-28 cond-mat.dis-nn math-ph math.MP
Recent progress on the description of relativistic spin: vector model of spinning particle and rotating body with gravimagnetic moment in General Relativity
本文综述了自旋矢量模型的最新研究成果，并将其应用于研究自旋-场相互作用对自旋粒子在引力场和电磁场中的轨道和进动的影响。形式主义是从拉格朗日变分问题，这意味着运动方程和约束，应该在一个模型中的自旋粒子。我们给出了一个详细的分析所产生的理论，并表明它具有合理的性质在经典和量子水平。本文描述了矢量模型的一些应用，并说明了矢量模型是如何澄清相对论自旋理论描述中的一些问题的：A）正能量单粒子相对论量子力学及其与Dirac方程和相对论{ \it Zitterbewegung}的关系; B）自旋诱导的非对易性和协变形式问题; C）三维加速度与广义相对论和彩虹几何中光速的坐标无关性一致; D）超相对论极限下旋转体Mathisson-Papapetrou-Tulczyg-Dixon方程的特殊性态，以及改进的方程。
2017-10-19 astro-ph.SR gr-qc hep-th
A local description of strong symmetries and strong-to-weak symmetry breaking in quantum many-body systems
Dalhousie University（达尔豪斯大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）
本文通过引入无限体积下强对称性的严格定义及局域电荷相干性概念，提出一种局域诊断强对称性及其破缺的方法，并引入冯·诺依曼对称性，推导了量子自旋链中该类对称性的Lieb-Schultz-Mattis型反常约束。
2026-08-14 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Many-body localisation implies that eigenvectors are matrix-product states
多体局域化现象最近受到了很多关注，既因为它在凝聚态物理中的意义，允许系统即使在非零温度下也是绝缘体，也因为它在量子统计力学基础的背景下，提供了系统在失去平衡动力学之后没有热化的例子。在这项工作中，我们建立了一个新的动力学性质之间的联系-没有一个群速度和运输-与纠缠特性的个人本征向量。使用Lieb-Robinson边界和过滤函数，我们严格证明了简单的假设下的频谱，如果一个系统表现出很强的动力学本地化，其所有的多体特征向量具有聚类相关性。在一维中，这直接意味着纠缠面积定律，因此本征向量可以近似为矩阵乘积态。我们还表明这一声明的部分频谱，允许存在的流动性边缘以上的运输是可能的。
2014-11-18 cond-mat.dis-nn math-ph math.MP
Dynamics and Geometry of Entanglement in Many-Body Quantum Systems
本文提出量子关联传递函数（QCTF）框架研究多体量子系统纠缠动力学，通过复函数空间转换编码纠缠信息，避免时间依赖显式计算，得到多体纠缠的几何表达式并关联实验可观测量。
2025-04-19 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
