周期驱动无限范围自旋链中的精确可解性与可积性特征:以Floquet区间π/2为例
该研究团队通过具有无限长程伊辛相互作用并受外磁场周期性脉冲驱动的自旋链模型,探究了量子可积性(QI)的特征标志。研究人员分析了任意N值情形下的幺正算符及其本征系统、单量子比特约化密度矩阵,以及任意初始态的纠缠动力学。该模型中的量子可积性可通过关键特征进行识别,包括纠缠动力学的周期性、时间演化幺正算符的周期性、高度简并谱或泊松统计特性等。在先前工作中[Phys. Rev. B 110, 064313 (2024); arXiv:2411.16670 (2024)],该团队曾在参数τ=π/4与J=1,1/2条件下观测到这些特征,并给出了12个量子比特以内的精确解析解及大N值的数值解结果。 本研究中,该工作将分析扩展到τ=mπ/2及任意J、N值的情形。研究表明:对于有理数J,量子可积性特征持续存在;而对于无理数J,这些特征在任何N值下均会消失。进一步通过谱统计研究发现,对于无理数J及受扰动的有理数J,本征值间距分布均遵循泊松统计,相邻能隙比平均值⟨r⟩=0.386与泊松统计预期一致。此外,通过计算本征态纠缠熵与其最大值之比(⟨S⟩/SMax),发现在N→∞极限下该比值仍显著低于1,这为量子可积性提供了新的验证依据。论文最后探讨了该模型可能的实验实现方案。
