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Hummel, Quirin ; Geiger, Benjamin ; Urbina, Juan Diego ; Richter, Klaus

Reversible quantum information spreading in many-body systems near criticality

Hummel, Quirin, Geiger, Benjamin , Urbina, Juan Diego und Richter, Klaus (2018) Reversible quantum information spreading in many-body systems near criticality. arXiv.org. (Eingereicht)

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 22 Jan 2019 13:01
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.38220

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arXiv PDF (21.12.2018)
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Zusammenfassung

Quantum chaotic interacting N-particle systems are assumed to show fast and irreversible spreading of quantum information on short (Ehrenfest) time scales ∼logN. Here we show that, near criticality, certain many-body systems exhibit fast initial scrambling, followed subsequently by oscillatory behavior between reentrant localization and delocalization of information in Hilbert space. ...

Quantum chaotic interacting N-particle systems are assumed to show fast and irreversible spreading of quantum information on short (Ehrenfest) time scales ∼logN. Here we show that, near criticality, certain many-body systems exhibit fast initial scrambling, followed subsequently by oscillatory behavior between reentrant localization and delocalization of information in Hilbert space. Specifically, we consider quantum critical bosonic systems with attractive contact interaction that, despite being integrable, exhibit locally unstable dynamics in the corresponding many-body phase space of the large-N limit. Semiclassical quantization of the latter accounts for many-body correlations in excellent agreement with simulations. Most notably, it predicts an asymptotically constant local level spacing ℏ/τ, again given by τ∼logN. This governs the long-time behavior of out-of-time-order correlators that feature quasi-periodic recurrences indicating reversibility.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftarXiv.org
Datum21 Dezember 2018
Zusätzliche Informationen (Öffentlich)Submitted to PRL
InstitutionenPhysik > Institut für Theoretische Physik > Lehrstuhl Professor Richter > Arbeitsgruppe Klaus Richter
Identifikationsnummer
WertTyp
1812.09237arXiv-ID
Stichwörter / Keywordscriticality, many-body physics, semiclassical physics, out-of-time-ordered correlator, information scrambling
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
StatusEingereicht
BegutachtetNein, diese Version wurde noch nicht begutachtet (bei preprints)
An der Universität Regensburg entstandenJa
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-382203
Dokumenten-ID38220

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