Papers
Topics
Authors
Recent
Assistant
AI Research Assistant
Well-researched responses based on relevant abstracts and paper content.
Custom Instructions Pro
Preferences or requirements that you'd like Emergent Mind to consider when generating responses.
Gemini 2.5 Flash
Gemini 2.5 Flash 131 tok/s
Gemini 2.5 Pro 46 tok/s Pro
GPT-5 Medium 26 tok/s Pro
GPT-5 High 32 tok/s Pro
GPT-4o 71 tok/s Pro
Kimi K2 192 tok/s Pro
GPT OSS 120B 385 tok/s Pro
Claude Sonnet 4.5 36 tok/s Pro
2000 character limit reached

Exact Dynamics and Shortcuts to Adiabaticity in the Tomonaga-Luttinger Liquid (2401.17884v2)

Published 31 Jan 2024 in quant-ph, cond-mat.quant-gas, cond-mat.stat-mech, and cond-mat.str-el

Abstract: Controlling many-body quantum systems is a highly challenging task required to advance quantum technologies. Here, we report progress in controlling gapless many-body quantum systems described by the Tomonaga-Luttinger liquid (TLL). To do so, we investigate the exact dynamics of the TLL induced by an interaction quench, making use of the $SU(1,1)$ dynamical symmetry group and the Schr\"odinger picture. First, we demonstrate that this approach is useful to perform a shortcut to adiabaticity, that cancels the final non-adiabatic residual energy of the driven TLL and is experimentally implementable in the semiclassical limit of the sine-Gordon model. Second, we apply this framework to analyze various driving schemes in finite time, including linear ramps and smooth protocols.

Definition Search Book Streamline Icon: https://streamlinehq.com
References (65)
  1. F. Haldane, J. Condens. Matter Phys. 14, 2585 (1981a).
  2. S.-I. Tomonaga, Prog. Theor. Phys. 5, 544 (1950).
  3. J. M. Luttinger, J. Math. Phys. 4, 1154 (1963).
  4. E. H. Lieb, Phys. Rev. 130, 1616 (1963).
  5. L. Tonks, Phys. Rev. 50, 955 (1936).
  6. M. Girardeau, J. Math. Phys. 1, 516 (1960).
  7. M. A. Cazalilla, Phys. Rev. A 67, 053606 (2003).
  8. D. C. Mattis and E. H. Lieb, J. Math. Phys. 6, 304 (1965).
  9. M. A. Cazalilla, Phys. Rev. Lett. 97, 156403 (2006).
  10. M. A. Cazalilla and M.-C. Chung, J. Stat. Mech.: Theory Exp. 2016, 064004 (2016).
  11. W. D. Kinoshita T, Wenger T, Nature 440, 900 (2006).
  12. A. Rahmani and C. Chamon, Phys. Rev. Lett. 107, 016402 (2011).
  13. B. Dóra and R. Moessner, Phys. Rev. Lett. 119, 026802 (2017).
  14. B. Dóra, Phys. Rev. B 90, 245132 (2014).
  15. A. Bácsi and B. Dóra, Phys. Rev. B 88, 155115 (2013).
  16. B. Dóra and C. P. Moca, Phys. Rev. Lett. 124, 136802 (2020).
  17. D. M. Kennes and V. Meden, Phys. Rev. B 88, 165131 (2013).
  18. N. Nessi and A. Iucci, Phys. Rev. B 87, 085137 (2013).
  19. N. Nessi and A. Iucci,   (2015), arXiv:1503.02507 [cond-mat.quant-gas] .
  20. Y.-M. Wei and H. Lu, Commun. Theor. Phys. 74, 015702 (2021).
  21. A. del Campo, Phys. Rev. A 84, 031606 (2011a).
  22. H. R. Lewis and W. B. Riesenfeld, J. Math. Phys. 10, 1458 (1969).
  23. M. A. Lohe, J. Phys. A: Math. 42, 035307 (2008).
  24. A. del Campo and M. G. Boshier, Sci. Rep. 2, 648 (2012).
  25. A. del Campo, Phys. Rev. Lett. 111, 100502 (2013).
  26. M. A. Cazalilla, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 37, S1 (2004).
  27. M. Fowler, J. Phys. C: Solid State Phys. 13, 1459 (1980).
  28. T. Giamarchi, Quantum physics in one dimension, International series of monographs on physics (Clarendon Press, Oxford, 2004).
  29. A. del Campo, Phys. Rev. Lett. 126, 180603 (2021).
  30. M. Bukov and M. Heyl, Phys. Rev. B 86, 054304 (2012).
  31. P. Chudzinski and D. Schuricht, Phys. Rev. B 94, 075129 (2016).
  32. B. Sutherland, Phys. Rev. Lett. 80, 3678 (1998).
  33. A. del Campo, New J. Phys. 18, 015014 (2016).
  34. M. Beau and A. del Campo, Entropy 22, 515 (2020).
  35. D. J. Papoular and S. Stringari, Phys. Rev. Lett. 115, 025302 (2015).
  36. S. Masuda and K. Nakamura, Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 466, 1135 (2010).
  37. M. Olshanii, Phys. Rev. Lett. 81, 938 (1998).
  38. A. del Campo, EPL 96, 60005 (2011b).
  39. D. Iyer and N. Andrei, Phys. Rev. Lett. 109, 115304 (2012).
  40. F. D. M. Haldane, Phys. Rev. Lett. 47, 1840 (1981b).
  41. L. Foini and T. Giamarchi, The European Physical Journal Special Topics 226, 2763 (2017).
  42. A. Sheikhan and C. Kollath, Phys. Rev. A 91, 043611 (2015).
  43. A. del Campo, Phys. Rev. Research 2, 043114 (2020).
  44. J. Yang and A. del Campo,   (2022), 10.48550/ARXIV.2210.14937.
  45. E. Pinney, Proc. Amer. Math. Soc. 1, 681 (1950).
  46. S. P. Kim and W. Kim, JKPS 69, 1513 (2016).
  47. M. V. Berry and G. Klein, J. Phys. A Math. Gen. 17, 1805 (1984).
  48. E. A. Calzetta and B.-L. B. Hu, Nonequilibrium Quantum Field Theory, Cambridge Monographs on Mathematical Physics (Cambridge University Press, 2008).
  49. A. Polkovnikov and V. Gritsev, Nat. Phys. 4, 477 (2008).
  50. N. D. Birrell and P. C. W. Davies, Quantum Fields in Curved Space, Cambridge Monographs on Mathematical Physics (Cambridge University Press, 1982).
  51. R. Dabrowski and G. V. Dunne, Phys. Rev. D 90, 025021 (2014).
  52. R. Dabrowski and G. V. Dunne, Phys. Rev. D 94, 065005 (2016).
  53. S. Deffner, New J. Phys. 18, 012001 (2015).
  54. A. del Campo, A. Chenu, S. Deng,  and H. Wu, “Friction-free quantum machines,” in Thermodynamics in the Quantum Regime: Fundamental Aspects and New Directions, edited by F. Binder, L. A. Correa, C. Gogolin, J. Anders,  and G. Adesso (Springer International Publishing, Cham, 2018) pp. 127–148.
  55. P. Moosavi, Phys. Rev. Lett. 131, 100401 (2023).
  56. M. Collura and D. Karevski, Phys. Rev. Lett. 104, 200601 (2010).
  57. J. Dziarmaga and M. M. Rams, New J. Phys. 12, 055007 (2010).
  58. F. J. Gómez-Ruiz and A. del Campo, Phys. Rev. Lett. 122, 080604 (2019).
  59. L. Dupays and A. Chenu, Quantum 5, 449 (2021).
  60. B. Schoenauer and D. Schuricht, Phys. Rev. B 100, 115418 (2019).
  61. P. Calabrese and P. L. Doussal, J. Stat. Mech. Theory Exp. 2014, P05004 (2014).
  62. A. Iucci and M. A. Cazalilla, Phys. Rev. A 80, 063619 (2009).
  63. D. C. Mattis, J. Math. Phys. 15, 609 (1974).
  64. A. Luther and I. Peschel, Phys. Rev. B 9, 2911 (1974).
  65. J. von Delft and H. Schoeller, Ann. Phys. 510, 225 (1998).
Citations (2)
View on Semantic Scholar

Summary

We haven't generated a summary for this paper yet.

Ai Sparkles Streamline Icon: https://streamlinehq.com Summarize Now
Dice Question Streamline Icon: https://streamlinehq.com

Open Questions

We haven't generated a list of open questions mentioned in this paper yet.

Ai Sparkles Streamline Icon: https://streamlinehq.com Generate Now
Lightbulb Streamline Icon: https://streamlinehq.com

Continue Learning

We haven't generated follow-up questions for this paper yet.

Ai Sparkles Streamline Icon: https://streamlinehq.com Generate Now
List To Do Tasks Checklist Streamline Icon: https://streamlinehq.com

Collections

Sign up for free to add this paper to one or more collections.

User Circle Single Streamline Icon: https://streamlinehq.com Sign Up