LMG模型中量子相变点的Loschmidt回波衰减特性差异

在本研究中，王评、王骞、杨寅彪和王文阁探讨了洛施密特回波（Loschmidt Echo, LE）在Lipkin-Meshkov-Glick (LMG) 模型中的独特性质。LMG模型是一种经典的多体量子系统，被广泛用于研究量子相变现象。在论文中，作者着重分析了这个模型在对称相和破缺相两种不同的相态下的衰减行为。 作者在量子相变点附近找到了一个通用的解析表达式来描述LE，这是对现有理论的重要贡献。他们观察到，LE在对称相和破缺相中的衰减模式存在显著差异。在对称相中，LE的衰减行为可能遵循较为常规的规律，但当系统进入破缺相后，情况变得尤为引人注意。在破缺相中，LE的衰减率呈现出非平凡的特性，即在热力学极限下呈现出发散趋势。这种现象与多体系统中的正交性灾难不同，后者在热力学极限下也会因量子态间的正交性问题而导致LE衰减率发散。 正交性灾难通常在高维度量子系统中发生，当系统的量子态数量随着粒子数增加而指数增长时，会导致相互作用引起的干扰。然而，LMG模型由于其特殊的结构，尽管包含了多个量子粒子，但在经典对应中只有单一自由度，这使得其衰减行为表现出独特的区别。 通过Holstein-Primakoff变换，研究人员能够深入理解这些复杂的行为，这是一种将多体问题转化为低维有效模型的方法。研究结果揭示了量子相变对LE动态行为的影响，并可能为理解和控制量子系统的稳定性提供了新的视角。 论文的关键词包括量子相变、LMG模型、洛施密特回波、Holstein-Primakoff变换以及衰减行为和衰减率，这些术语共同构成了研究的核心概念。这篇首发论文不仅深化了我们对LMG模型中量子现象的理解，也为量子信息处理和量子调控领域的理论研究提供了有价值的新线索。