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$2+1$ 维量子 Ising 模型的有限温度动力学相图

量子物理 2026-02-20 v1 量子气体 统计力学 强关联电子

摘要

绘制量子多体模型的有限温度动力学相图是建立远离平衡量子多体普适性框架的必要步骤。然而,这相当困难,部分原因是在有限温度下非平衡动力学中产生的体积定性纠缠表示存在严重挑战。本文通过一种高效的平衡量子蒙特卡洛(QMC)框架来应对这些挑战,用于计算有限温度动力学相图。该方法利用能量守恒和准均匀量子系统的自热特性,在量子冲击后较晚的时间点来确定可观测量。我们使用该技术绘制由横向场冲击初始热态产生的 2+12+1 维量子 Ising 模型的动力学相图。我们的做法使我们能够作为初始温度和横向场的函数来跟踪动力学相的演化。意外地,我们识别出序相中冲击可使系统冷却,以及一段初始温度区间,使得可以从 paramagnetic(PM)相冲击到 ferroelectric(FM)相。我们的方法无需显式模拟单位时间演化,即可获得动力学性质,并且立即适用于其他晶格几何和相互作用的多体系统。最后,我们提出在最先进的数字量子硬件上进行量子模拟实验,以直接探测预测的动力学相及其实时形成。

关键词

引用

@article{arxiv.2602.16772,
  title  = {Finite-Temperature Dynamical Phase Diagram of the $2+1$D Quantum Ising Model},
  author = {Lucas Katschke and Roland C. Farrell and Umberto Borla and Lode Pollet and Jad C. Halimeh},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2602.16772},
  year   = {2026}
}

备注

$11+2$ pages, $4+3$ figures