(非)可穿越量子相变

量子相变表现为多体系统基态的突变,但这一突变是否必然导致两相之间不存在连续的动力学连接,仍是一个悬而未决的问题。本文基于基态流形的几何特性,提出了一种不同于已知分类方法的量子相变分类体系。借助逆绝热驱动的理论框架,研究团队明确构建了能够动态连接不同相态的演化路径。该策略揭示了一大类量子相变:在热力学极限下,相变两侧的态仅被有限几何距离所分隔。这种相变被称为可穿越相变,因为精确的逆绝热驱动可在热力学极限下通过有限动力学协议连接两相。研究显示,多个已知相变属于此类——例如,服从标度临界对称性破缺相变,以及具有增强连续对称性的不连续相变。进一步研究表明,存在无法通过动力学穿越的量子相变,即使借助非局域逆绝热驱动也无能为力,因为此类穿越需要发散幅度和频率。从几何角度看,这些不可穿越相变对应着两相物质之间的无限距离。该团队证明,此类相变包括具有平均场普适性的连续相变,以及由亚稳态极小竞争导致的不连续相变。该几何分类超越了现有的分类体系,独立于局域序参量和重整化群不动点,并对量子态的制备复杂度和绝热量子计算具有直接启示意义。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-05-29 16:02

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