Dynamical Many-body Localization and Delocalization in Periodically Driven Closed Quantum Systems
量子干涉是多体物理学中几个令人惊讶的平衡和非平衡现象的核心。在这里，我们讨论了两个最近探索的非平衡场景，其中外部周期性驱动器应用于闭合（即，不连接到任何外部浴）量子多体系统在各自的情况下具有明显相反的效果。在一种情况下，它动态地冻结/定域无序自由系统，而在另一种情况下，它使无序的多体定域系统离域，量子干涉是这两种效应的原因。我们回顾这些在遍历性，能量吸收，渐近行为，最后的量子力学在理解这些问题的周期性驱动的封闭多体系统的角度更一般的问题。在这篇文章中，我们打算提供一个非技术性的帐户在这一领域的一些最新发展的方式访问到广大读者。
2017-02-11 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Many-Body Structural Effects in Periodically Driven Quantum Batteries
Bar-Ilan University（巴伊兰大学）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）
本研究揭示了多体结构对周期驱动量子电池充电性能的影响，发现长程非可积性是实现高效集体充电的关键因素。
2026-03-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Periodically driven ergodic and many-body localized quantum systems
研究了周期驱动下孤立量子多体系统的动力学。我们考虑一个驱动协议，其中的哈密顿量在两个不同的运营商之间切换周期性的时间。相关Floquet算子的特征值问题映射到能量空间中的有效跳跃问题。利用有效模型，我们建立了两个哈密顿量的谱特性的条件，系统在能量空间中本地化。我们发现，遍历系统总是离域的能量空间和加热到无限的温度，本地和全球的驱动。相反，具有淬火无序的多体定域系统在有限能量下保持定域。我们认为，我们的研究结果适用于一般的驱动协议，并讨论其实验意义。
2015-01-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Many-body scar state intrinsic to periodically driven system: Rigorous results
本文用实际哈密顿量系统地讨论了Floquet本征态热化假设的违反。我们的模型是基于无无序的PXP型相互作用。通过给出波函数的显式表达式，我们精确地证明了Floquet本征态中多体疤痕态的存在性。使用潜在的物理机制，可以系统地设计具有Floquet-scar状态的各种驱动哈密顿量。
2019-11-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
A theory of many-body localization in periodically driven systems
我们提出了一个理论的周期性驱动，多体局域化（MBL）系统。我们认为MBL在足够高的驱动频率下持续存在：Floquet算子（在一个驱动周期内的演化算子）可以表示为一个有效的与时间无关的哈密顿量的指数，这是一个准局域项的总和，本身就是完全MBL。我们通过构造一系列正则变换来消除原始哈密顿量的时间依赖性，从而得出这个结果。当驱动力随时间平稳演化时，可以通过估计多体能级交叉处绝热朗道-齐纳跃迁的概率来改进理论。在所有情况下，我们认为，有足够低的频率离域。我们提出了一个驱动MBL系统的相图。
2015-08-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
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
Many-body energy localization transition in periodically driven systems
根据热力学第二定律，系统的总熵在几乎任何动力学过程中都增加。比热的正值意味着熵增加与加热有关。这在单粒子水平（如磁镜反射的带电粒子的费米加速机制）和日常设备中的复杂系统中通常都是正确的。在周期势中运动的粒子的非相互作用系统中，有一些明显的例外。在这里，动力学局部化现象可以防止加热超过一定的阈值。已知动力学局域化发生在经典（费米-乌拉姆模型）和量子水平（踢转子）。然而，人们认为，驱动遍历系统将永远加热没有限制。在这里，相反，我们报告强有力的证据，在热力学极限的周期性驱动遍历系统的动态本地化过渡。这种现象使人联想到能量空间中的多体局域化。
2013-03-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Periodically driven many-body quantum battery
我们探讨了基于自旋系统的量子电池的充电，通过周期性调制的横场伊辛哈密顿量。在可积极限下，我们发现共振隧穿可以导致更高的能量转移到电池和更好的稳定性的存储能量在特定的驱动频率。当可积性被打破的存在下，一个额外的纵向场，我们发现，有效的Floquet哈密顿量包含的条款，这可能会导致一个全球充电的电池。但是，我们没有发现充电功率有任何量子优势，从而证明全局充电只是实现量子优势的必要而非充分条件。
2022-04-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Many-body localization in periodically driven systems
我们考虑在一维空间中具有周期性含时哈密顿量的无序多体系统。通过研究Floquet本征态的性质，我们发现了两个不同的相：（i）多体定域（MBL）相，在这个相中，几乎所有的本征态都具有面积律纠缠熵，并且本征态热化假设（ETH）被打破;（ii）离域相，在这个相中，本征态具有体积律纠缠并且服从ETH. MBL相的初始产物态的纠缠熵随时间呈对数增长，这是MBL相与离域相的区别。我们提出了一个有效的模型的MBL阶段的大量涌现的局部积分的运动（LIOM），这自然解释了这一阶段的光谱和动力学特性。通过精确对角化和时间演化块抽取方法获得的数值数据表明，这两个阶段之间存在直接过渡。我们的结果表明，多体局域化不被足够弱的周期驱动破坏。
2014-10-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Characterizations of prethermal states in periodically driven many-body systems with unbounded chaotic diffusion
我们介绍了定义良好的表征预热状态在现实的周期性驱动的多体系统与无界混沌扩散的动能。这些系统是周期性转动的转子相互作用的阵列，是多体混沌理论的典范模型。我们表明，在这些系统中的预热状态是很好地描述了一个广义吉布斯系综基本上基于平均哈密顿量。后者是预热态的准守恒量，系综由态的温度表征。导出了该温度的显式精确表达式。此外，使用参数的基础上的混沌理论，我们表明，寿命的prethermal状态是指数长的温度的倒数。我们的分析结果，特别是那些的温度和寿命的预热态，同意与数值观测。
2019-09-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech nlin.CD
Quantum many-body scars as remnants of stable many-body periodic orbits
本文通过大味数玻色子模型研究量子多体疤痕与经典混沌的关系，发现其在半经典极限下不表现混沌行为，且该异常动力学对弱扰动具有鲁棒性，从而对QMBS对应弱不稳定周期轨道的猜想提出反例。
2024-10-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Finding periodic orbits in projected quantum many-body dynamics
Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学与技术研究所）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
针对TDVP投影量子多体动力学中周期轨道研究不足的问题，开发系统识别表征算法，在周期性受激伊辛模型中发现稳定与不稳定周期轨道，揭示其与量子动力学的关联及量子-经典混沌联系。
2025-04-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Embedding semiclassical periodic orbits into chaotic many-body Hamiltonians
本文利用含时变分原理和抑制泄漏项，提出将半经典周期轨道精确嵌入混沌多体Floquet哈密顿量的通用构造，并通过AKLT模型与超导量子比特实验验证。
2023-09-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Rigorous Bounds on the Heating Rate in Thue-Morse Quasiperiodically and Randomly Driven Quantum Many-Body Systems
封闭多体系统的非平衡量子动力学是一个内容丰富而又富有挑战性的领域。虽然最近的进展周期性驱动（Floquet）系统已经产生了一些严格的结果，我们的理解量子多体系统驱动的快速变化，但a-和准周期驱动仍然是有限的。在这里，我们推导出严格的，非微扰的，在量子多体系统的加热速率上的限制下Thue-Morse准周期驱动和随机多极驱动下，后者是前者的可调随机变量。在这个过程中，我们推导出一个静态的有效哈密顿量，描述了瞬态预热态，包括本地观测的动态。我们的Thue-Morse准周期驱动的界限表明，加热时间尺度像$(ω/g)^{-C\ln(ω/g)}$与一个正常数$C$和一个典型的能量尺度$g$的哈密顿量，与我们的数值模拟一致。
2021-01-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
From stable periodic orbits to many-body chaos: doubly tunable prethermalization via engineering of an emergent band structure
State Key Laboratory of Artificial Microstructure and Mesoscopic Physics, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室）；Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室）；Technical University of Munich, TUM School of Natural Sciences, Physics Department（慕尼黑工业大学自然科学院物理系）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
研究周期性驱动自旋系统中多体周期轨道，发现远离稳定周期轨道的扰动类似准粒子能带结构，通过能带工程实现双可调预热化，建立了稳定非平衡相的途径及周期轨道与多体混沌间的概念桥梁。
2026-07-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Divergence of the Floquet-Magnus expansion in a periodically driven one-body system with energy localization
Floquet-Magnus展开是计算周期驱动系统有效哈密顿量的一个有用工具。在本研究中，我们研究了连续空间中的一个非线性系统，一个受驱动的非谐振子展开式的收敛性。在这个模型中，时间演化算符的所有本征态都被局域在能量空间中，并且能量的期望值是有界的。首先，我们提出了一个一般的程序来估计的Floquet-Magnus展开的收敛半径的周期性驱动系统与无界的能量谱。通过将其应用于受驱动的非谐振子，我们数值表明，即使非谐性是任意小的扩展发散的所有驱动频率。这一结论与人们广泛接受的观点相矛盾，即Floquet-Magnus展开的发散是量子遍历性的直接结果，这意味着时间演化算符的每个本征态是未扰动哈密顿量的所有可用本征态的线性组合，并且系统在长时间间隔后加热到无限温度。
2019-12-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Effective Hamiltonians, prethermalization and slow energy absorption in periodically driven many-body systems
我们建立了晶格多体系统在高频周期驱动下的一些一般动力学性质。我们证明了这样的系统有一个准守恒的广泛的量$H_*$，它起着一个有效的静态哈密顿量的作用。系统的动态（例如，任何局部可观测的演化）通过哈密顿量$H_*$直到时间$τ_*$的演化而很好地近似，时间$τ_*$在驱动频率上是指数长的。我们进一步表明，能量吸收率是指数小的驱动频率。在$H_*$是遍历的情况下，被驱动系统在中间时间$t\lesssim τ_*$预热到由$H_*$描述的热状态，最终在时间$t\sim τ_*$加热到无限温度状态。我们的研究结果表明，快速驱动的多体系统一般表现出预热化和非常缓慢的加热。我们简要地讨论了实验实现拓扑状态的周期性驱动的影响。
2017-02-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Discrete time-crystalline order enabled by quantum many-body scars: entanglement steering via periodic driving
控制复杂系统中的多体量子动力学是寻求可靠地产生和操纵大规模量子纠缠态的关键挑战。最近，里德伯原子阵列的猝灭实验（Bluvstein et.例如，arXiv：2012.12276）证明了与量子多体疤痕相关的相干复苏可以通过周期性驱动来稳定，从而在宽参数范围内产生稳定的次谐波响应。我们分析了一个简单的，相关的模型，这些现象起源于时空有序的有效Floquet酉，对应于离散的时间结晶（DTC）的行为在prethermal制度。与传统的DTC不同，次谐波响应只存在于Neel初始状态，与量子疤痕。我们预测的鲁棒性扰动，并确定在未来的实验中可以观察到的紧急时间尺度。我们的研究结果提出了一种通过将周期性驱动与多体伤疤相结合来控制相互作用量子系统中纠缠的方法。
2021-02-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Periodically Driving a Many-Body Localized Quantum System
实验研究了一维准无序光晶格中费米子相互作用实现的周期驱动多体局域系统。通过制备远离平衡态的系统并监测印迹密度图案的剩余部分，我们确定了在高驱动频率下的局部相和在低驱动频率下的遍历相。这两个不同的相位由动态相变分离，该动态相变取决于驱动频率和驱动强度。我们的观察定量支持数值模拟，并直接连接到有效Floquet哈密顿量的统计特性的变化。
2016-07-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Slow relaxation of quasi-periodically driven integrable quantum many-body systems
本文研究 Fibonacci 准周期驱动的可积量子多体系统，通过高阶微扰分析揭示预热化描述会在由 Fibonacci 序列决定的有限普适阶失效，但系统仍呈现区别于随机驱动的缓慢对数加热。
2024-04-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Topological Origin of Floquet Thermalization in Periodically Driven Many-body Systems
本文通过Krylov complexity的视角研究了周期性驱动多体系统的热化问题，发现Krylov chain的拓扑性质决定了系统最终达到有限温度还是无限温度，并基于此提出了一种获取有效prethermal Hamiltonian的系统方法。
2024-04-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Many-body dynamical phase transition in quasi-periodic potential
在传统的量子系统中，由于量子临界点的突然猝灭而引起的动力学量子相变（DQPT）已经有了很多的了解。然而，当一个系统经历一个本地化-非本地化过渡时，并没有太多的探索。在这里，我们研究了一维费米子系统中存在的准周期势，它诱导离域-局域化的转变，即使在一维。我们显示签名的DQPT在多体动力学，淬火时，属于不同的普适性类的相位之间进行。我们研究了如何在动态自由能的非解析得到裸系统中的填充分数的影响，并进一步研究的命运DQPT下的相互作用。引人注目的是，当从低纠缠定域相到高纠缠离域相进行猝灭时，我们的研究表明DQPT与纠缠增长率之间存在密切关系--纠缠熵的更快增长确保了多体动力学自由能中的非分析性的更快表现。
2021-03-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Quantum many-body scars from unstable periodic orbits
本文首次发现源自混沌相空间不稳定周期轨道的量子多体疤痕，并证明其满足本征态热化假说，揭示了热化前由近似等间距态塔导致的反常振荡动力学，同时为研究热与非热量子多体疤痕之间的过渡提供了模型。
2024-01-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Periodic orbits and quantum many-body scars in integrable spin chains
Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学技术研究所）；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）
研究可积自旋链中量子多体伤疤与周期轨道的关系，应用周期轨道框架及能量分辨方法，通过贝塞耳假设解析相关本征态和塔间距，建立二者联系，揭示伤疤动力学关键特征可在该框架内理解。
2026-08-05 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Heating Rates in Periodically Driven Strongly Interacting Quantum Many-Body Systems
我们研究了热力学极限下强相互作用量子晶格系统的加热速率。使用一个数字连接的集群扩展，我们计算的能量作为一个函数的驱动时间，并找到一个强大的指数制度。加热率被证明是在良好的协议与费米的黄金法则。我们讨论加热速率之间的关系，并在本征态热化假设，光滑的功能，其特征在于非对角矩阵元素的驱动运营商在本征基的静态哈密顿量。我们表明，这样的功能，在不可积和（显着）可积的哈密顿，可以通过研究加热速率作为驱动频率的函数实验探测。
2019-12-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Probing Slow Relaxation and Many-Body Localization in Two-Dimensional Quasi-Periodic Systems
在多体局域（MBL）量子系统中，遍历假设完全崩溃，产生了一个全新的多体相。MBL是否以及在何种条件下可以发生在更高的维度仍然是一个突出的挑战，无论是实验和理论。在这里，我们的实验研究的费米子钾原子的相互作用气体的弛豫动力学加载在一个二维光晶格与不同的准周期势沿两个方向。我们观察到一个戏剧性的放缓中间无序强度和属性这部分配置稀有区域的影响放松。除了临界无序强度，我们看到实验可达的时间尺度上可以忽略不计的弛豫，这表明可能过渡到二维MBL阶段。我们的实验揭示了一个独特的相互作用，无序和维度的相互作用，并提供了控制的理论方法是稀缺的制度的见解。
2017-04-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Heating and many-body resonances in a periodically driven two-band system
本文研究了强相互作用共振驱动双带模型的动力学和稳定性。使用精确的数值模拟，我们发现一个稳定的制度，在大的驱动频率的时间演化是由当地的Floquet哈密顿近似保守了很长一段时间。另一方面，对于慢速驾驶，系统变得不稳定并加热到无限高的温度。虽然热化是相对较快的，在这两个制度（但不同的“温度”），在它们之间的交叉，我们发现缓慢的非热化时间演化：时间波动变得强烈和时间相关性长寿。在微观上，我们追溯到罕见的Floquet多体共振，其在较低的驱动频率的增殖删除近似的能量守恒，从而产生热化到无限的温度的属性，这种nonthermalizing时间演化的起源。
2016-04-19 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Floquet-Magnus Theory and Generic Transient Dynamics in Periodically Driven Many-Body Quantum Systems
这项工作探讨了一个基本的动力学结构的广泛的多体量子系统下的周期性驱动。一般来说，在热力学极限下，这样的系统在无限时间演化后会加热到无限温度状态，而不管动力学细节如何。在本研究中，而不是考虑无限长的时间尺度，我们的目标是提供一个框架来理解长但有限的时间行为，即瞬态动力学。在分析中，我们专注于Floquet-Magnus（FM）展开，给出了系统上的有效哈密顿量的正式表达式。虽然在一般情况下，全级数展开是不收敛的热力学极限，我们给FM展开和瞬态动力学之间的一个明确的关系。更确切地说，我们严格表明，截断版本的FM扩展准确地描述了有限时间尺度的确切动态。我们的结果揭示了一个可靠的时间尺度的FM扩展的有效性，这可以与实验的时间尺度。此外，我们还讨论了一些动力学现象，如小可积性破缺的影响，周期驱动系统的有效数值模拟，动力学局域化和热化。特别是在热化方面，我们讨论了周期驱动系统中预热化现象的一般情形。
2016-02-12 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Phase Crossover induced by Dynamical Many Body Localization in Periodically Driven Long-Range Spin Systems
本文在LMG模型中发现了由周期性驱动诱导的动力学多体局域化（DMBL）及其相交叉现象，为在无无序清洁系统中仅通过调节驱动参数构建可循环MBL热机提供了新途径。
2024-03-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
