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孤立量子系统的热化与不可逆性

量子物理 2025-11-24 v3

摘要

多体系统的不可逆性和热化可归因于局部操作对非平衡态信息的抹除。这种热化机制可通过 O^i(ti)\hat{O}_i(t_i) 序列来展示,其中 Oi^\hat{O_i} 为局部算符,Oi^(ti)=eiH^tiOi^eiH^ti\hat{O_i}(t_i) = e^{i\hat{H}t_i} \hat{O_i} e^{-i\hat{H}t_i}H^\hat{H} 为系统哈密顿量,tit_i 可取正值、负值或零值,且序列按下标 ii 排列。我们在一维Hubbard模型中通过该序列数值展示了初始非平衡量子态的信息抹除过程。在此过程中,系统的纠缠熵单调递增并趋于稳定值。通过将该信息抹除机制纳入孤立系统,我们的数值模拟揭示,在这个完全孤立的系统中,热化过程自然涌现。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.04152,
  title  = {Thermalization and irreversibility of an isolated quantum system},
  author = {Xue-Yi Guo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.04152},
  year   = {2025}
}