Detecting emergent continuous symmetries at quantum criticality
提出一种基于张量网络的算法，无需低能有效场论先验知识即可从任意量子自旋链基态数值提取涌现守恒流的格点算符近似，成功获取格点 Kac-Moody 生成元，并可寻找可积模型的局部运动积分与局部母哈密顿量。
2023-11-26 cond-mat.str-el quant-ph
Construction of spin models displaying quantum criticality from quantum field theory
我们提供了一种构造具有量子临界性的一维自旋链有限温度态的方法。这些模型是用量子场乘积的分解子构造的，并具有解析的纯化。它们的性质可以通过蒙特卡罗模拟来研究，这使我们能够研究低温相图，并表明它显示了一个量子临界区域。所得到的混合态被证明是接近一个简单的最近邻哈密顿的热态。
2014-07-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Mixed-state fidelity and quantum criticality at finite temperature
我们将量子相变的保真度方法推广到有限温度。这是通过诉诸混合态保真度的概念，允许一个比较两个密度矩阵对应于两个不同的热状态。通过利用相同的概念，我们还提出了一个有限温度推广的Loschirton回声。给出了一类准自由费米子哈密顿量的显式解析表达式。数值分析表明，相关的QPT显示其签名在有限的温度范围内。
2006-12-01 quant-ph
Information Compression at Criticality
J. Stefan Institute（耶日·斯特凡研究所）；University of Ljubljana（卢布尔雅那大学）；Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；International Centre for Theoretical Physics (ICTP)（国际理论物理中心）
研究遍历性临界边界处高激发量子态动力学性质，通过能量空间固有信息压缩揭示其复杂性，利用截断哈密顿量谱简化描述动力学，证明少量本征能级可重现生存概率幂律衰减，截断谱有分形结构。
2026-07-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Ground-state Riemannian metric, cyclic quantum distance, and the quantum criticality in an inhomogeneous Ising spin chain
研究了横场中自旋为1/2的非均匀量子Ising链的基态黎曼度规和循环量子距离。这个模型可以对角化，通过使用一个一般的正则变换映射到费米哈密顿从自旋系统。在参数流形环$S^1$上精确地导出了基态黎曼度规，该环是通过扭转算符对自旋哈密顿量进行规范变换而引入的.在不同的非均匀交换耦合参数区域，研究了基态循环量子距离和基态能量的二阶导数。特别地，我们证明了均匀伊辛链中的量子铁磁相可以用一个不变的循环量子距离和一个恒定的基态黎曼度规来表征，并且这个度规在顺磁相中会迅速衰减到零.
2014-03-09 cond-mat.str-el quant-ph
Entanglement Hamiltonian in the non-Hermitian SSH model
SISSA（的里雅斯特高等研究学院）；INFN Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；ICTP（理论物理中心）
本文研究了非厄米特SSH链中纠缠哈密顿量的特性，发现临界点处存在新的虚化学势项，导致负纠缠熵。
2024-02-07 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Optimal quantum estimation in spin systems at criticality
普遍的事实是，相互作用多体哈密顿量的耦合常数不对应于任何可观测量，人们必须通过间接测量来推断它的值。为此，临界量子系统可以被认为是一种资源，以提高最终的量子极限的估计过程的精度。本文以一维量子伊辛模型为例，导出了多体系统临界态的最优量子估计，并给出了耦合常数随尺寸和温度变化的最优量子估计.我们找到了最佳的外场，这最大限度地提高了量子费舍尔信息的耦合常数，无论是在几个自旋和热力学极限，并表明，在临界点的顺序$L$的精度提高。我们还表明，总磁化强度的测量提供了最佳的估计耦合大于阈值，这本身随温度降低。
2008-07-21 quant-ph
Metric response of relative entropy: A universal indicator of quantum criticality
Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学文化研究所）；Indian Institute of Science（印度科学学院）
研究相对熵度量响应作为量子临界性探测器，分析不同模型中临界点处的发散行为，揭示其与纠缠哈密顿量梯度不确定性的关联。
2026-05-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-equilibrium criticality in quench dynamics of infinite-range spin models
长程相互作用自旋系统在物理学中是普遍存在的，并且表现出各种基态无序到有序的相变。我们考虑了一个描述$N$自旋集体相互作用的无限程相互作用模型的原型Lipkin-Meshkov-Glick（LMG）模型，并研究了哈密顿量突然猝灭后涨落和关联的动力学性质.具体来说，我们专注于临界淬火，其中的初始状态和/或淬火哈密顿量是关键的。根据淬火的类型，我们确定了三种不同的行为，其中短时间动态和长时间的稳态是有效的热，量子和真正的非平衡，其特征在于不同的普适性类和静态和动态临界指数。这些行为可以分别通过有限、零和无限的红外有效温度来识别（后者与系统尺寸成比例为$N^{1/3}$）。淬火动力学研究通过精确的数值和分析计算相结合，利用非平衡Keldysh场论。我们的研究结果是服从实现在实验中的捕获离子实验中的远程相互作用自然出现。
2019-09-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Topology, criticality, and dynamically generated qubits in a stochastic measurement-only Kitaev model
本文将Kitaev蜂窝哈密顿量转化为随机仅测量动力学，发现面积律纠缠相和临界相，揭示了动态生成的拓扑量子比特及由测量引发的超快动力学纯化行为。
2023-09-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Measurement-induced dynamics of many-body systems at quantum criticality
我们考虑量子多体系统的动力学协议，它使研究酉哈密顿驱动和随机本地投影测量之间的相互作用。虽然幺正动力学倾向于增加纠缠，但局部测量倾向于解开纠缠，从而有利于退相干。在接近量子跃迁时，系统与不同的长度尺度产生关键相关性，在动态缩放框架内分析两种驱动的竞争，使我们能够确定两种机制产生非平凡相互作用的机制（动态缩放限制）。我们在一个测量驱动的伊辛链中对该协议进行了数值分析，这支持了我们提出的标度律。局域测量过程通常倾向于抑制量子关联，即使在动态标度极限下也是如此。量子关联的幂律衰减在量子跃迁处得到增强。
2020-01-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Characterizing quantum criticality and steered coherence in the XY-Gamma chain
在本文中，我们表明，一个有效的自旋哈密顿与各种类型的耦合，可以工程使用量子模拟器在原子分子光学实验室，被称为\emph{XY} -伽马模型。我们用Jordan-Wigner变换解析地求解了一维短程相互作用情形，并建立了相图。在无隙相，一个无公度的螺旋秩序是由矢量手征关联。在不同的带隙相位之间，局部测量的对数标度行为，包括自旋相关性和引导的量子相干性，被确定为量子临界点，产生一个令人信服的值的相关长度临界指数。在量子临界点附近，我们导出了激发能隙的显式标度形式。提取的临界指数揭示了Tomonaga-Luttinger液体边界上的量子相变属于Lifshitz普适类，我们的结果可以为最先进的量子模拟实验提供有关量子临界性潜在机制的有用见解。
2022-06-08 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Goldilocks Probes for Noisy Interferometry via Quantum Annealing to Criticality
量子退火被探索为量子信息的资源，超越了经典的组合问题的解决方案。作为一个强大的干涉探针的发电机设想，我们研究的$N>> 1$均匀耦合自旋受横向磁场的哈密顿量。离散多体问题被映射到一个单一的一维粒子在一个连续的潜力的动力学。这揭示了基态的所有定性特征，超出了典型的平均场或大的经典自旋模型。它明确地说明了一个优雅的翘曲从纠缠的单峰到双峰基态的相变区域。过渡的“Goldilocks”探针具有宽度为$N^{2/3}$的分量分布，并且表现出在退相干环境中增强相位估计的特性。在现实的本地噪声和集体失相的存在下，我们发现这种探测状态渐近饱和的最终精度界限计算先前。通过减少横向场的几何学，金发姑娘探针准备提前的最小间隙瓶颈，允许退火时间表被终止“早”。在$N$中，探针制备的绝热时间复杂度是线性的
2016-02-28 quant-ph
Witnessing criticality in non-Hermitian systems via entropic uncertainty relation
与只有特征值退化的厄米特系统相比，具有例外点的非厄米特系统由于特征值和对应的特征向量的合并而导致许多有趣的现象。本文研究了非厄米特系统的熵测不准关系，揭示了熵测不准关系与非厄米特系统例外点之间的一般联系。与由厄米哈密顿量确定的么正性动力学相比，EUR的行为可以根据系统是否位于未断相或断相区而以两种不同的方式很好地定义。在非断相区，EUR呈现振荡行为，而在断相区，EUR的振荡被打破。异常点标志着欧元的振荡和非振荡行为。在动力学极限中，我们已经确定了非厄米特系统的临界行为的见证欧元。我们的结果表明，证人可以准确地检测到非厄米系统的临界点超越（反对）PT对称系统。我们的结果可能有潜在的应用，见证和检测相变在非厄米系统。
2021-08-09 quant-ph
Finite-size criticality in fully connected spin models on superconducting quantum hardware
多体系统中集体行为的出现是量子临界性分离物质不同相的原因。在磁场中相互作用的自旋系统提供了一个诱人的机会来测试不同的方法来研究量子相变。在这项工作中，我们利用量子算法提供的新资源来检测全连接自旋$-1/2$模型的量子临界行为。我们定义了一个合适的哈密顿取决于内部各向异性参数$γ,$，使我们能够检查三个范例的自旋模型，其晶格是一个完全连接的图形。我们提出了一种基于变分算法运行在超导transmon量子比特的方法来检测有限大小的系统的临界行为。我们计算了第一激发态和基态之间的能隙、沿系统易磁化轴的磁化强度以及自旋-自旋关联。最后，我们报告了一个讨论的可行性缩放这样的方法在一个真正的量子设备的系统具有的尺寸，使得经典的模拟开始需要大量的资源。
2023-01-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Measurement-induced criticality and entanglement clusters: a study of 1D and 2D Clifford circuits
量子动力学中的纠缠跃迁是非平衡系统中一类新的相变。当一个多体量子系统经历幺正演化并伴随着随机测量时，其稳态可以表现出体积纠缠和面积纠缠之间的相变。在$d$空间维度中的非幺正量子线路中的测量诱导跃迁与$d+1$维度中的经典统计力学模型之间存在对应关系。在某些限制，这些模型映射到渗流，但有分析和数值证据表明，远离这些限制的普适类一般应不同于渗流。有趣的是，尽管有这些争论，1D量子位电路的数值给出的体指数仍然接近2D渗流的体指数，表面行为可能存在差异。本文的第一部分研究了二维Clifford电路的临界性质。在散装，我们发现许多性能建议的逾渗图片，包括匹配的散装指数，和逆幂律的临界纠缠增长，$S(t,L) \sim L(1 - a/t)$，饱和到面积法。然后，我们利用基于图状态的算法分析在1D和2D的临界性质的纠缠团簇在稳态。我们发现，在一个模型与一个简单的几何映射到渗流，投影横场伊辛模型，纠缠集团的渗流表面指数。然而，在克利福德模型中，我们发现大偏差的集群指数从那些表面渗透，突出了任何可能的几何映射到渗透的故障。鉴于证据偏离渗流普适类，我们的研究结果提出了一个问题，为什么许多散装性能的行为类似于渗流。
2021-08-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Induced Entanglement Enhanced by Quantum Criticality
量子数据总线与两个量子比特的相互作用可以产生两个量子比特的纠缠。本文以横场中的量子自旋链作为量子数据总线的例子，证明了这种诱导纠缠可以通过量子数据总线的量子相变（QPT）而增强。考虑两个外自旋同时耦合到横场伊辛链。通过消除链的次数，得到了两个自旋之间的有效耦合。有效哈密顿量的矩阵元表示的动力学结构因子（DSF）的链。DSF是伊辛链格林函数的傅里叶变换，可以用[O.德尔日科Krokhmalskii，\textbf{56}，11659（1997）]。由于QPT的所有特征都体现在DSF中，因此两个外自旋的动力学演化在临界点附近表现出奇异性。
2008-05-30 cond-mat.other quant-ph
MERA for Spin Chains with Continuously Varying Criticality
本文利用多尺度纠缠重整化方法（MERA）对三个具有Z_2 × Z_2在位对称性的临界量子自旋链：交错XXZ模型、横向场团簇模型和量子Ashkin-Teller模型进行了数值研究。这三种模型都具有连续的单参数临界点族。沿着这条临界线，这些模型的热力学极限预计将由两种可能的c=1共形场论（CFTs）来描述：S^1自由玻色子和它的Z_2轨道。我们的数值计算使用MERA与明确强制的Z_2 x Z_2对称性，使我们能够提取共形数据为每个模型，与强有力的证据支持识别交错XXZ模型和临界横向场集团模型与S^1玻色子CFT，和Ashkin-Teller模型与Z_2-orbifold玻色子CFT。我们的前两个模型描述的相变之间的对称性保护拓扑有序相和平凡相，这是通常的朗道-金斯伯格-威尔逊对称性破缺范式之外。我们的研究结果表明，一系列的临界理论可以出现在一个单一的对称保护相的边界。
2015-04-26 cond-mat.str-el quant-ph
Critical bifurcation and deconfined quantum criticality in an interacting cluster Ising chain
Indian Institute of Technology Madras（马德拉斯理工学院）；Center for Quantum Information, Communication and Computation (CQuICC)（量子信息、通信与计算中心）；Karlstad University（卡尔斯特德大学）；Heinrich-Heine-Universität（海因里希·海涅大学）；Ilia State University（伊利亚州立大学）；Andronikashvili Institute of Physics（安德罗尼卡什维利物理研究所）；The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics (ICTP)（阿卜杜斯·萨拉姆国际理论物理中心）
研究带额外近邻相互作用的团簇伊辛链，通过张量网络和弱耦合场论发现其存在临界分岔、退禁闭量子临界线等新相及相变，满足八顶点普适类关系，还存在平移对称性破缺反铁磁体。
2026-08-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Quantum Criticality at the Origin of Life
为什么生命会在混沌的边缘存活下来，这是进化论的核心问题。在这里，我们表明，参与从小分子到蛋白质的生化过程的分子是关键的量子力学。生物分子的电子哈密顿量被精确地调谐到将安德森局域绝缘体相与导电无序金属相分离的金属-绝缘体转变的临界点。利用随机矩阵理论的工具，我们证实了这些生物分子的能级统计具有金属-绝缘体临界点的普适跃迁分布，其波函数是符合Anderson跃迁理论的多重分形。这些发现表明，在生命物质中存在着一种普遍的电荷传输机制。所揭示的生物导体材料既不是金属也不是绝缘体，而是一种新的量子临界材料，它只能存在于高度进化的系统中，并具有独特的材料特性。
2015-03-03 cond-mat.dis-nn physics.bio-ph physics.chem-ph
Duality, Criticality, Anomaly, and Topology in Quantum Spin-1 Chains
在自旋为1的量子链中，有一个非定域幺正变换，称为$U_{\text{KT}}$，它定义了Haldom相和$\mathbb{Z}_2 \times \mathbb{Z}_2$破缺相之间的对偶性。在本文中，我们发现$U_{\text{KT}}$也定义了拓扑Ising临界相和平凡Ising临界相之间的对偶性，这为拓扑临界性提供了一个“隐藏对称破缺”的解释.此外，由于二元性涉及物质的不同相，我们认为具有自二元性的模型（即，在$U_{\text{KT}}$下不变）自然地处于临界点或多临界点。我们研究具体的例子来证明这一论点。特别地，当$H$是自旋为1的反铁磁海森堡链的哈密顿量时，我们证明了自对偶模型$H + U_{\text{KT}} H U_{\text{KT}}$完全等价于无隙自旋$1/2$ XY链，这也意味着一个突现的量子反常.另一方面，我们表明，拓扑和平凡的伊辛临界是对偶的对方满足在一个多临界点，这确实是自我对偶。
2023-03-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Signature of a Continuous Quantum Phase Transition in Nonequilibrium Energy Absorption: Footprints of Criticality on Highly Excited States
理解量子物质的相变是当今凝聚态物理的重要组成部分。量子相变涉及多体系统的基态性质，因此它们的特征预计将在低能状态下明显。在这里，我们报告签名的量子临界点表现在强烈的平衡态与有限的能量密度相对于基态和广泛的（子系统）纠缠熵，由外部脉冲产生的。这些非平衡态显然是完全无序的（例如，在磁性有序转变的情况下是顺磁性的）。通过在足够长的时间内将哈密顿算子的耦合从初始值（$λ_{I}$）切换到最终值（$λ_{F}$）并再次返回来施加脉冲。该特征表现为系统从脉冲吸收的能量中的非分析性（扭结），该能量是临界点处的$λ_{F}$的函数（即，在对应于系统的静态临界点的$λ_{F}$值处）。随着脉冲高度（$|λ_{I} - λ_{F}|$）的增加，最终哈密顿量$H(λ_{F})$的本征态越来越高，非解析性也随之单调增强，这意味着增加高本征态的贡献有助于放大非解析性，表明临界点对它们的强烈影响。我们的研究结果是基于伊辛和XY链在横向场的精确分析结果。
2015-11-17 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Emergence of disconnected clusters in heterogeneous complex systems
逾渗理论直观地将复杂系统中的相关区域描述为紧密相连的簇。虽然这幅图可能是足够的，在小尺度上，除了临界，我们表明，高度相关的网站在复杂系统可以固有地断开。这一发现表明一个反直觉的组织动力学的相关性，其中功能相似性从物理连接。我们说明的例子的无序接触过程（DCP）的感染在异构系统中传播的现象。我们应用数值模拟和渐近精确的重整化群技术（SDRG）在1，2和3维系统，以及在二维晶格长程相互作用。我们的结论是，关键的动态是很好地捕捉大多数一个，高度相关，但空间上不连通的集群。我们的研究结果表明，在临界状态下，相关的，同时感染的网站通常不会直接相互作用。由于SDRG方程的相似性，我们的结果也适用于无序量子伊辛模型的临界行为，导致量子相关，但空间上不连通的磁畴。
2020-12-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Measurement-induced criticality in extended and long-range unitary circuits
我们探讨的动力学阶段的酉克利福德电路与可变范围的相互作用，再加上一个监控环境。我们调查两类模型，区分的单一门，这要么是在集群的有限范围的两体门，或成对的相互作用随机分布在整个系统中的幂律分布的行动。我们发现的相互作用的范围起着关键作用，在表征这两个阶段和它们的测量引起的过渡。对于集群酉门，我们发现之间的过渡阶段与体积法缩放的纠缠熵和一个阶段与面积法纠缠熵。结果表明，这种相变的普适类与短程混合Clifford电路的普适类是相容的。但在幂律分布门的情况下，我们发现相变的普适类随控制相互作用范围的参数而连续变化。特别是，对于中间值的控制参数，我们发现一个非共形的临界线，分离的相位与体积律缩放的纠缠熵从一个子广泛的缩放。在这个区域内，我们发现纠缠熵和对数负性呈现出从纠缠随系统尺寸代数增长的阶段到面积律阶段的交叉。
2022-03-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Criticality without frustration for quantum spin-1 chains
无阻挫自旋链具有基态使链哈密顿量中的所有单个项最小化的性质。我们问如何纠缠的基态的FF量子自旋链与最近邻相互作用可以为小值的s。虽然已知FF自旋1/2链具有未纠缠的基态，但s=1的情况仍然较少探索。我们提出了第一个例子的FF自旋不变的自旋1链，具有独特的高度纠缠的基态，并表现出一些签名的临界行为。基态可以被看作是由空格分隔的左括号和右括号的平衡串的均匀叠加。半个链的纠缠熵的尺度为log（n）/2 + O（1），其中n是自旋数。我们证明了在基态以上的能隙是关于1/n的多项式。证明依赖于一个新的结果，关于统计的戴克路径，这可能是独立的利益。
2012-11-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
