Quantum mechanical and information theoretic view on classical glass transitions
Quantum mechanical and information theoretic view on classical glass transitions
复制标题
经典玻璃化转变的量子力学和信息论观点
DOI：
10.1103/physrevb.81.184303
复制
发表时间：
2010
影响因子：
3.7
通讯作者：
Castelnovo C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Castelnovo C
利用经典随机动力学的福克-普朗克描述到量子哈密顿量的映射，我们认为前者的动态玻璃化转变必须在后者的量子相变方面有精确的定义。在动态水平上，转变对应于激发光谱在临界点的崩溃。在静态水平上，跃迁会影响基态波函数：虽然在某些情况下，它可以通过局部算子的期望值来获取，但在其他情况下，阶数可能是非局部的，并且不可能用任何局部探针来确定。在这里，我们建议使用量子信息论中不以局域序参数为中心的概念，例如保真度和纠缠度量。我们表明，对于源自经典随机动力学映射的系统，保真度敏感性中的奇点直接转化为经典系统热容中的奇点。在具有大量亚稳态的经典玻璃系统中，我们发现纠缠熵中面积定律项的前因子会跨越跃迁。我们还讨论了如何使用纠缠测量来检测在转变时发散的不断增长的相关长度。最后，我们通过构建仅具有短程相互作用但具有有限温度连续相变到大量简并相的三维晶格规范模型，说明如何在具有宏观大量简并平衡态的系统中隐藏静态秩序。
Using the mapping of the Fokker-Planck description of classical stochastic dynamics onto a quantum Hamiltonian, we argue that a dynamical glass transition in the former must have a precise definition in terms of a quantum phase transition in the latter. At the dynamical level, the transition corresponds to a collapse of the excitation spectrum at a critical point. At the static level, the transition affects the ground-state wave function: while in some cases it could be picked up by the expectation value of a local operator, in others the order may be nonlocal and impossible to be determined with any local probe. Here we instead propose to use concepts from quantum information theory that are not centered around local order parameters, such as fidelity and entanglement measures. We show that for systems derived from the mapping of classical stochastic dynamics, singularities in the fidelity susceptibility translate directly into singularities in the heat capacity of the classical system. In classical glassy systems with an extensive number of metastable states, we find that the prefactor of the area law term in the entanglement entropy jumps across the transition. We also discuss how entanglement measures can be used to detect a growing correlation length that diverges at the transition. Finally, we illustrate how static order can be hidden in systems with a macroscopically large number of degenerate equilibrium states by constructing a three-dimensional lattice gauge model with only short-range interactions but with a finite temperature continuous phase transition into a massively degenerate phase.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1016/s0550-3213(98)00342-3
发表时间：
1997
期刊：
Nuclear Physics
影响因子：
--
作者：
R. Pietig;F. Wegner
通讯作者：
F. Wegner
宏观系统亚稳定性的特征值问题
影响因子：
--
作者：
H. Tomita;A. Itō;Hideyuki Kidachi
通讯作者：
Hideyuki Kidachi
影响因子：
1.3
作者：
B. Gaveau;L. Schulman
通讯作者：
L. Schulman
零磁场中的格劳伯动力学和特征值间距统计
DOI：
10.1051/jp1:1996225
发表时间：
1996
期刊：
Journal De Physique I
影响因子：
--
作者：
R. Mélin
通讯作者：
R. Mélin
关于起重链旋转松弛的注意事项
影响因子：
0.8
作者：
B. U. Felderhof
通讯作者：
B. U. Felderhof