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具有马约拉纳缺陷的扩散-湮灭过程中的纠缠与动力学

统计力学 2020-06-09 v2 介观与纳米尺度物理 强关联电子 量子物理

摘要

将多体系统耦合到热环境通常会破坏其状态的量子相干性,从而在最长的时间尺度上导致有效的经典动力学。我们证明,具有类任意子缺陷的系统可以展现出普遍的后期动力学,这种动力学是随机的,但本质上是非经典的,因为关于该状态的部分量子信息在拓扑上受到环境的保护。我们的粗粒化模型描述了一维系统,其具有携带马约拉纳模式的畴壁缺陷。由于与浴的耦合,这些缺陷经历布朗运动。由于给定一对缺陷的费米子宇称是非局域的,在这两个缺陷偶然接触之前,浴无法测量它。我们考察了此类系统如何通过马约拉纳缺陷的扩散和成对湮灭退火至零温,并刻画了此类随机过程中出现的非平凡纠缠结构。此外,我们还研究了简化的一维或多维“量子测量线路”,涉及对马约拉纳晶格的费米子宇称进行重复的成对测量。这些线路的动力学可通过到经典环模型的精确映射来求解。它们给出了测量诱导相变的解析可处理实例,其临界纠缠结构由非酉共形不动点支配。在扩散并湮灭的马约拉纳缺陷系统中,对基态的弛豫类似于经典一维伊辛模型中通过畴壁湮灭实现的粗化。然而此处,构型不仅由缺陷位置标记,还由非局域纠缠结构标记。由此产生的动力学过程是拓扑畴壁粗化的一个新的普适性类,其普适性质可由精确映射获得。

关键词

引用

@article{arxiv.1911.11169,
  title  = {Entanglement and dynamics of diffusion-annihilation processes with Majorana defects},
  author = {Adam Nahum and Brian Skinner},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1911.11169},
  year   = {2020}
}

备注

20+5 pages, 16+1 figures; published version