開放量子多体系の熱平衡化
非平衡環境下における開放量子多体系の熱平衡化現象について、テンソルネットワークに基づくアルゴリズムを用いた研究を行なった。孤立量子多体系の熱平衡化は固有状態熱化仮説(ETH)によって理解することができる。近年、リンドブラッド型の量子マスター方程式で記述される開放量子多体系についても、ETHに基づく議論によって熱平衡化が議論できることが明らかになった。しかし、この議論には熱力学極限と弱結合極限の交換に関する問題を含んでおり、大規模数値計算と有限サイズスケーリングに基づく検証が必要だった。テンソルネットワークによる数値計算では、並進対称性を仮定することで熱力学極限における状態を直接表現することが可能である。我々は、行列積演算子を用いて熱力学極限におけるリンドブラッド方程式の数値計算を行った。これによって、弱結合極限において系の初期状態がギブス状態であるとき、非平衡定常状態に至るまでの緩和過程の全てにおいて状態はギブス状態と区別できないことを示した
- Hayate Nakano, Tatsuhiko Shirai, Takashi Mori, Tensor-network approach to thermalization in open quantum many-body systems, Phys. Rev. E 103, L040102 (6pp) (2021). (preprint: arXiv:2012.12274)
- Tatsuhiko Shirai, Takashi Mori, Thermalization in Open Many-Body Systems Based on Eigenstate Thermalization Hypothesis, Phys. Rev. E 101, 042116 (11pp) (2020). (preprint: arXiv:1812.09713)