基于截断累积量轨迹的开量子自旋晶格中的量子与经典关联
量子物理
2023-07-14 v4 统计力学
光学
摘要
随着近期在耗散系统实验控制及其技术开发上的进展，Liouvillian 开量子系统中的量子多体物理研究变得愈发重要。开量子系统中的一个核心问题关乎量子关联的命运，以及通过调控哈密顿量动力学与浴耦合之间的竞争来操控它们的可能性。这一问题在理论上是具有挑战性的，因为忠实计入量子关联的数值方法要么依赖精确对角化，严重限制了可处理的系统尺寸；要么依赖对量子关联范围或强度的近似，这些近似与密度矩阵特定 Ansatz 的选择相关。本工作中我们提出一种处理开量子自旋晶格的新方法，基于求解开系统动力学的随机量子轨迹。在每条轨迹上，多点自旋-自旋关联子的运动方程层级被截断至给定有限阶，假设当 超过截断值 时多元 阶累积量消失。这允许在所有长度尺度上追踪直至 阶的量子自旋-自旋关联的演化。我们在耗散 2D XYZ 晶格（受自发衰变作用）相变的范式案例中验证了该方法。我们令人信服地确定了随某一哈密顿量耦合增强而出现的从顺磁到铁磁、再回到顺磁的稳态相变，以及它们的经典 Ising 性质。此外，该方法使我们能展示在耗散临界点附近存在显著量子关联，并揭示自旋压缩（量子 Fisher 信息的紧下界）的存在。
引用
@article{arxiv.2209.13377,
title = {Quantum and classical correlations in open quantum-spin lattices via truncated-cumulant trajectories},
author = {Wouter Verstraelen and Dolf Huybrechts and Tommaso Roscilde and Michiel Wouters},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.13377},
year = {2023}
}