Quantum scars as embeddings of weakly "broken" Lie algebra representations
我们提出了一个解释疤痕状态和量子复兴弱“破碎”的李代数表示跨越的一个多体量子系统的本征态的子集。我们表明,PXP模型,描述强相互作用的里德伯原子,支持一个“松散”嵌入多个$\mathrm{su(2)}$李代数对应于不同的家庭疤痕本征态。此外,我们证明,这些嵌入可以逐步更准确地通过一个迭代过程,从而在最佳的扰动,稳定复苏从任意电荷密度波产品状态,$|\mathbb{Z}_n\rangle$,包括那些没有复苏的未扰动PXP模型。我们讨论了PXP模型中李代数的松散嵌入与相关模型中疤痕态的最近精确构造之间的关系。
2020-05-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Engineering subharmonic responses beyond prethermalization via Floquet scar states
本文提出在广义 PXP 模型中利用周期驱动产生的 Floquet 疤痕态实现次谐波响应,并借助 $SO(3)$-FSA 阐明其可超越传统预热化限制。
2023-05-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Driving quantum many-body scars in the PXP model
周期性驱动已被确立为一种强有力的技术,用于工程新的物质相和本质上不平衡的现象,如时间晶体。Bluvstein等人[Science 371,1355(2021)]最近的工作表明,周期性驱动也可以导致量子多体疤痕的显着增强,从而某些非可积系统可以从特殊的初始状态显示持久的量子复兴。然而,驾驶引起的疤痕增强背后的机制仍然知之甚少。在这里,我们报告了一个详细的研究的影响,周期性驱动的PXP模型描述里德伯原子在一个强大的里德伯封锁的存在下-量子多体疤痕的典型静态模型。我们表明,周期性调制的化学势产生了丰富的相图,至少有两种不同类型的疤痕制度,我们区分检查他们的Floquet光谱。我们制定了一个玩具模型,基于一系列的方波脉冲,准确地捕捉疤痕的动态的细节,并允许在大振幅和高频驱动制度的分析处理。最后,我们指出,驱动与空间不均匀的化学势允许稳定的量子复兴从任意初始状态的PXP模型,通过一种类似于预热化的机制。
2022-09-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Collapse and revival of quantum many-body scars via Floquet engineering
有限能量密度的多体哈密顿量的非热本征态--量子疤痕的存在,导致从简单初态出发的封闭量子系统不具有遍历性和长时间相干动力学.这种非遍历的相干动力学,其中系统不探索其整个相空间,已被实验观察到在超冷里德伯原子链。我们表明,通过研究一个周期性驱动的里德伯链,驱动频率作为一个调谐参数的几个重入遍历和非遍历制度之间的过渡。前政权显示快速热化的关联函数和没有疤痕的频谱系统的Floquet哈密顿量。相反,后一种机制在其Floquet谱中具有疤痕,其控制关联函数的长时间相干动力学。我们的研究结果为实验上可实现的无无序量子多体系统中驱动频率诱导的遍历和非遍历动力学调谐提供了新的可能性。
2019-08-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Hypergrid subgraphs and the origin of scarred quantum walks in the many-body Hilbert space
随着近年来在大型里德伯原子量子模拟器中观测到波函数的恢复,人们开始致力于理解不可积量子系统中多体伤疤的出现。在这里,我们探讨了疤痕波函数复兴的起源在一个家庭的模型通过变形的图形邻接矩阵的PXP模型-有效的模型里德伯原子在强里德伯封锁制度。我们考虑的变形,要么增强里德伯约束,最终导致一个有效的紧束缚模型的两个超立方体连接在一个单一的顶点,或放松约束,直到达到自由自旋1/2模型。在前一种情况下,我们认为,两个加入超立方体的模型捕捉到的PXP模型中存在的多体疤痕的基本特征。另一方面,放松约束导致一系列新的疤痕模型,其中一些具有比PXP模型更强大的疤痕签名,这可以从图论的角度来理解。我们的研究结果揭示了疤痕的性质,在PXP模型中,通过识别其简单的父模型,同时也突出了其区别于自由自旋进动。
2022-06-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Periodic revivals from supersymmetry in a fermionic kinetically constrained model
本研究利用超对称构造了化学势可调的费米子PXP等价模型,该模型继承$M_1$模型可积性,特定初始态存在周期复兴,还发现亚热纠缠标度本征态,方法可推广至一般超对称代数以产生非遍历动力学。
2025-09-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Prethermalization in the PXP Model under Continuous Quasiperiodic Driving
本文研究连续准周期驱动的 PXP Rydberg 原子链,揭示高频有效非遍历动力学及低频高振幅下的复入型疤痕转变,为动力学受限系统实现预热相提供途径。
2024-06-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Enhancing Revivals Via Projective Measurements in a Quantum Scarred System
本研究通过投影测量调控PXP模型疤痕子空间动力学,发现周期性监测可增强量子疤痕系统的回春现象,其机制为测量诱导的相位再同步。
2025-03-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Solving Nonequilibrium Dynamics via Influence Matrix Bootstrap: Floquet-PXP Model
Institute for Advanced Study, Tsinghua University(清华大学高等研究院)
针对可积Floquet-PXP模型,提出基于影响矩阵的广义拉链条件和数值自举方法,精确求解局域动力学并揭示初始态依赖的非平衡行为。
2026-09-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el math-ph
Wave-packet revival in a Floquet engineering quadratic potential system
College of Physics and Materials Science, Tianjin Normal University(天津师范大学物理与材料科学学院)
研究空间二次和时间周期势驱动的一维紧束缚晶格量子动力学,通过Floquet理论映射为有效静态哈密顿量,发现临界频率处出现等距准能级梯,导致鲁棒的周期性复兴和布洛赫振荡,且在非厄米区域仍保持。
2026-06-08 quant-ph
The Floquet central spin model: A platform to realize eternal time crystals, entanglement steering, and multiparameter metrology
Harish-Chandra Research Institute(哈拉·钱德拉研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所)
该研究提出弗洛凯中心自旋模型,揭示其统一回波机制,可实现永恒DTC、纠缠态操控,奇数卫星自旋时能将产生的多体纠缠用于海森堡极限多参数计量。
2026-08-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Bridging quantum criticality via many-body scarring
本文研究PXP模型中量子多体疤痕与量子临界性的关系,通过形变初始态并调过临界点,证明QMBS动力学特征可平滑跨越平衡相变,并给出实验制备协议。
2023-01-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum correlations in periodically driven spin chains: Revivals and steady-state properties
我们研究微观量子关联的动力学,即,在横向周期性变化的外磁场作用下,研究了Ising自旋链中最近邻点之间的量子不协调和两体纠缠.量子关联在有限尺寸链中随着驱动循环呈现出周期性的复苏。首次复活的时间与系统的大小成正比,与Floquet准粒子的最大群速度成反比。另一方面,在足够大数量的驱动循环之后,无限链中的局域量子关联可能变得饱和到非零值。此外,我们调查的局部密度矩阵,从所研究的量子关联起源,对最终的稳态密度矩阵作为驱动周期的函数的收敛。我们发现非平衡态和稳态的约化密度矩阵之间的几何距离$d$服从$d \sim n^{-B}$形式的幂律标度,其中$n$是驱动循环数,$B$是标度指数。稳态量子关联作为驱动场的时间周期的函数进行了研究,并在频域中的显着峰值的存在下进行标记。通过探测Floquet哈密顿量的能带结构和最近邻点间二分态的纯度,可以进一步理解稳态特征。最后,我们比较了局域量子关联与正则吉布斯系综的稳态值,并推断了它们的正则遍历性质。此外,我们确定的遍历属性的通用功能取决于初始状态的量子相位和重复驱动的路径,可能是在同一量子相位或跨越两个不同的平衡相位。
2019-07-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Robust quantum many-body scars in the one-dimensional spin-1 Kitaev model
本研究在一维自旋-1 Kitaev 链中识别出比基态扇区疤痕更多的扇区,并提出初始态,数值证明其保真度复兴比 PXP 模型更鲁棒且更持久。
2023-03-07 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Floquet stroboscopic divisibility in non-Markovian dynamics
我们提供了一个一般性的讨论Liouvillian频谱耦合到一个非马尔可夫浴用Floquet理论的系统。这种方法是合适的,当系统描述的时间卷积主方程的时间周期率。令人惊讶的是,速率的周期性使我们能够在离散时间拥有频闪可分的动力学映射,我们称之为Floquet频闪可分性。我们说明了薛定谔猫漫游在一个非马尔可夫浴的一般理论,并证明了频闪复苏的猫在其死亡后的晚些时候出现。我们的理论可能对非平衡系统中的熵产生有深远的影响。
2018-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum-corrected Floquet dynamics: bridging fully quantum and semiclassical regimes
School of Physics and Astronomy, University of Southampton(南安普顿大学物理与天文学院);University of Nottingham(诺丁汉大学)
本文提出一种系统计算半经典极限下Floquet动力学量子修正的方法,以Rabi模型为例展示如何获得短时间量子修正的解析表达式,解释半经典行为的出现并揭示Rabi模型的塌缩与复兴动力学。
2026-03-18 quant-ph
Out of equilibrium higher-order topological insulator: Floquet engineering and quench dynamics
高阶拓扑HOT态,在低维边界上,如铰链和角,承载拓扑保护模式,最近扩展了静态拓扑相的领域。本文证明了利用离散四重($C_4$)和时间反演(${\mathcal T}$)对称性破缺Dirac质量微扰周期性地踢量子自旋霍尔绝缘体(QSHI),实现二维\emph{Floquet}二阶拓扑绝缘体的可能性,该绝缘体具有角定域零准能模和量子化Floquet四极矩$Q^{\rm Flq}_{xy}=0.5$.此外,我们表明,$Q^{\rm Flq}_{xy}$成为独立的起源的选择,作为系统接近热力学极限。我们还分析了当$C_4$和${\mathcal T}$对称性破缺微扰被关闭时,角模突然猝灭后的动力学行为,发现相应的生存概率在长时间内呈现出完全、部分和不复活的周期性现象,编码了角模在QSHI中的特征。我们的协议是足够普遍的,以探索在绝缘体和无间隙系统的动态热阶段的领土。
2020-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Observing Conformal Floquet Dynamics on a Digital Quantum Processor
Princeton University(普林斯顿大学);Ecole Normale Supérieure (ENS), Université PSL(巴黎高等师范学院,巴黎文理研究大学);Duke University(杜克大学)
通过硬件定制的对数深度量子电路制备临界基态,并施加保持共形对称性的Floquet驱动,在离子阱处理器上首次实验观测到从多体临界态开始的非平衡动力学,验证了共形加热相中的中心电荷和空间能量局域化。
2026-09-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Unsupervised learning of quantum many-body scars using intrinsic dimension
针对量子多体伤疤系统特殊初态识别依赖高成本测量的问题,提出用多维标度法和本征维度估计两种降维技术区分热初态与伤疤初态,且后者在有限样本和测量误差下仍具鲁棒性。
2024-02-01 cond-mat.stat-mech nlin.CD quant-ph
Disordering a permutation symmetric system: revivals, thermalization and chaos
Indian Institute of Technology Palakkad(印度理工学院帕拉卡德分校);Indian Institute of Technology Madras(印度理工学院马德拉斯分校)
研究引入对称性破缺无序对粒子置换不变系统动力学的影响,通过量子 kicked top 模型分析无序如何导致系统从对称子空间扩展到全希尔伯特空间,并引发混沌相变。
2026-05-29 cond-mat.stat-mech nlin.CD quant-ph
Floquet scars and prethermal fragmentation in a driven spin-one chain
School of Physical Sciences, Indian Association for the Cultivation of Science(印度科学促进协会物理科学学院);Center for High Energy Physics, Indian Institute of Science(印度理工学院高能物理中心)
该研究探讨了驱动自旋一链中Floquet疤痕和预热强希伯特空间碎片化现象,通过数值和解析方法揭示了不同驱动频率下的热化行为和碎片化特征。
2026-03-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dynamics of entangled domain walls in quantum many-body scars and breakdown of their prethermalization
基于适用于Rydberg封闭链的PXP模型,我们研究了$\mathbb{Z}_2$对称的不同量子多体疤痕态之间拓扑畴壁的动力学行为。研究发现,畴壁不仅具有疤痕的振荡特性,而且还表现出稳定的两体纠缠,其翻转相位差保持不变,显示了其作为量子信息源的潜力.施加一个周期性的驱动场,高频驱动引起从预热化到Floquet局域化的相变。为了研究畴壁作为信息载体的稳定性,我们进一步模拟了它们之间的碰撞,发现它们之间的相互影响可以忽略不计。随后,淬火动力学与畴壁揭示了奇异的物理和非热化疤痕状态的应用潜力。
2022-07-14 cond-mat.str-el quant-ph
Cyclotomic Structure and Exact Recurrences in Floquet Many-Body Quantum Dynamics
Institute for Quantum Computing, University of Waterloo(滑铁卢大学量子计算研究所);Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo(滑铁卢大学物理与天文学系);Department of Physics and Computer Science, Wilfrid Laurier University(威尔弗里德·劳里埃大学物理与计算机科学系);Perimeter Institute for Theoretical Physics(基础理论物理研究所)
本研究建立了Floquet多体量子动力学中精确回归的充要算术判据,以踢动伊辛链为例验证了该方法,发现非Clifford regime中魔态会随精确回归周期性复兴,拓展了精确回归的适用范围并为量子计算相关应用开辟新方向。
2026-10-14 math.NT nlin.CD quant-ph
Quantum scarring enhances non-Markovianity of subsystem dynamics
Saha Institute of Nuclear Physics(萨哈核物理研究所);TCG CREST
研究量子刻痕如何增强子系统动力学的非马尔可夫性,通过PXP模型及变形体验证,展示刻痕对非马尔可夫性的影响,揭示记忆效应的更深层次机制。
2026-04-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph