Verschränkungsoperatoren in Quanten-Vielteilchenphysik
Entanglement Hamiltonians in quantum many-body physics
Wissenschaftsdisziplinen
Physik, Astronomie (100%)
Keywords
-
Entanglement Hamiltonian,
Spin Chains,
Quantum Quench,
Entanglement Negativity
Verschränkung ist eine der faszinierendsten Eigenschaften der Quantenmechanik. Das Phänomen der Quantenverschränkung bezieht sich auf eine bestimmte Art von Korrelationen, die in der klassischen Welt nicht vorhanden ist. Es ist der wichtigste Bestandteil hinter dem Konzept der Quantencomputing, die in der Zukunft zu einer informationstechnischen Revolution führen könnte. Die Verschränkung spielt jedoch auch eine zentrale Rolle beim Verständnis der grundlegenden Prinzipien der Physik von Quanten-Vielteilchensystemen bei extrem niedrigen Temperaturen. Diese Erkenntnis hat in den letzten Jahrzehnten zu enormen Anstrengungen in der Erforschung von Verschränkungseigenschaften geführt, mit besonderem Schwerpunkt auf Verschränkungsmaßen in niederdimensionalen Systemen. Vereinfacht ausgedrückt bezeichnet Verschränkung den Mechanismus, wie verschiedene Teile eines Vielteilchensystems in dem betrachteten Quantenzustand gekoppelt sind. In einer klassischen Aufstellung schreibt uns die statistische Mechanik vor, dass ein kleiner, aber makroskopischer Teil eines größeren Gesamtsystems durch ein thermisches Ensemble mit dem Hamiltonoperator des Untersystems beschrieben wird. In Vielteilchensystemen bei tiefen Temperaturen, zum Beispiel im Grundzustand, dominieren Quantenkorrelationen gegenüber thermischen und die Beschreibung ändert sich vollständig. Man könnte den Zustand eines Teilsystems jedoch immer noch als eine Art thermischen Zustand mit dem sogenannten Verschränkungsoperator beschreiben, der im Mittelpunkt dieses Projekts steht. In den letzten Jahren ist das Interesse an der Untersuchung von Verschränkungsoperatoren sowohl auf theoretischer als auch auf experimenteller Seite gestiegen, und eine Reihe wichtiger Merkmale wurden entdeckt. In einer breiten Klasse von eindimensionalen Grundzuständen ähnelt sich der Verschränkungsoperator eines Untersystems dem physikalischen Hamiltonoperator, allerdings mit einer räumlich variierenden inversen Temperatur. Die bemerkenswerte Einfachheit des Verschränkungsoperators im obigen Beispiel wirft zahlreiche Fragen auf und eröffnet neue Forschungsrichtungen. Wie ändert sich der Verschränkungsoperator, wenn bereits im physikalischen Hamiltonoperator eine Inhomogenität vorliegt? Wie kann man den Übergang von dem Verschränkung- zum physikalischen Hamiltonoperator bei höheren Energien beschreiben? Was passiert bei 2D-Fermionensystemen mit einer nichttrivialen Fermi-Fläche? Wie sieht die Situation aus, wenn das System aus dem Gleichgewicht getrieben wird? Dies sind einige der Hauptziele, die in diesem Forschungsprojekt angegangen werden sollen.
- Technische Universität Graz - 100%
- Ingo Peschel, Freie Universität Berlin - Deutschland
- Erik Tonni, SISSA - Italien
- Zoltan Zimboras, Hungarian Academy of Sciences - Ungarn
Research Output
- 81 Zitationen
- 12 Publikationen
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2025
Titel Entanglement Hamiltonian and orthogonal polynomials DOI 10.1016/j.nuclphysb.2025.117185 Typ Journal Article Autor Bernard P Journal Nuclear Physics B Seiten 117185 Link Publikation -
2025
Titel On the Bisognano–Wichmann entanglement Hamiltonian of nonrelativistic fermions DOI 10.1088/1742-5468/ad9c4f Typ Journal Article Autor Eisler V Journal Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment Seiten 013101 Link Publikation -
2023
Titel Zero-mode entanglement across a conformal defect DOI 10.1088/1742-5468/acd68f Typ Journal Article Autor Capizzi L Journal Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment Seiten 053109 Link Publikation -
2022
Titel Entanglement Hamiltonians: from field theory, to lattice models and experiments DOI 10.48550/arxiv.2202.05045 Typ Preprint Autor Dalmonte M -
2022
Titel Local and non-local properties of the entanglement Hamiltonian for two disjoint intervals DOI 10.48550/arxiv.2204.03966 Typ Preprint Autor Eisler V -
2022
Titel Entanglement evolution after a global quench across a conformal defect DOI 10.48550/arxiv.2209.03297 Typ Preprint Autor Capizzi L -
2022
Titel Local and non-local properties of the entanglement Hamiltonian for two disjoint intervals DOI 10.1088/1742-5468/ac8151 Typ Journal Article Autor Eisler V Journal Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment Seiten 083101 Link Publikation -
2022
Titel Entanglement negativity in a nonequilibrium steady state DOI 10.48550/arxiv.2212.08499 Typ Preprint Autor Eisler V -
2022
Titel Entanglement Hamiltonians: From Field Theory to Lattice Models and Experiments DOI 10.1002/andp.202200064 Typ Journal Article Autor Dalmonte M Journal Annalen der Physik Link Publikation -
2023
Titel Entanglement evolution after a global quench across a conformal defect DOI 10.21468/scipostphys.14.4.070 Typ Journal Article Autor Capizzi L Journal SciPost Physics Seiten 070 Link Publikation -
2023
Titel Zero-mode entanglement across a conformal defect DOI 10.48550/arxiv.2303.10425 Typ Preprint Autor Capizzi L -
2023
Titel Entanglement negativity in a nonequilibrium steady state DOI 10.1103/physrevb.107.075157 Typ Journal Article Autor Eisler V Journal Physical Review B Seiten 075157