Rise and fall, and slow rise again, of operator entanglement under dephasing

Autor: D. Wellnitz, G. Preisser, V. Alba, J. Dubail, J. Schachenmayer
Přispěvatelé: Institut de Science et d'ingénierie supramoléculaires (ISIS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, University of Pisa - Università di Pisa, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare [Pisa] (INFN), Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Laboratoire de Physique et Chimie Théoriques (LPCT), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), HEP, INSPIRE
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Phys.Rev.Lett.
Phys.Rev.Lett., 2022, 129 (17), pp.170401. ⟨10.1103/PhysRevLett.129.170401⟩
DOI: 10.48550/arxiv.2201.05099
Popis: The operator space entanglement entropy, or simply 'operator entanglement' (OE), is an indicator of the complexity of quantum operators and of their approximability by Matrix Product Operators (MPO). We study the OE of the density matrix of 1D many-body models undergoing dissipative evolution. It is expected that, after an initial linear growth reminiscent of unitary quench dynamics, the OE should be suppressed by dissipative processes as the system evolves to a simple stationary state. Surprisingly, we find that this scenario breaks down for one of the most fundamental dissipative mechanisms: dephasing. Under dephasing, after the initial 'rise and fall' the OE can rise again, increasing logarithmically at long times. Using a combination of MPO simulations for chains of infinite length and analytical arguments valid for strong dephasing, we demonstrate that this growth is inherent to a $U(1)$ conservation law. We argue that in an XXZ spin-model and a Bose-Hubbard model the OE grows universally as $\frac{1}{4} \log_2 t$ at long times, and as $\frac{1}{2} \log_2 t$ for a Fermi-Hubbard model. We trace this behavior back to anomalous classical diffusion processes.
Comment: 4.5 + 7 pages, 3 + 4 figures
Databáze: OpenAIRE
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