[论文解读] Floquet-engineered fidelity revivals in the PXP model

Francesco Perciavalle, Francesco Plastina+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 2, 2026

Quantum many-body systems被引用 0

一句话总结

这篇论文展示了通过对 PXP 模型进行周期驱动，可以实现 Floquet 工程化的保真度回升，其由初态和驱动参数控制。

ABSTRACT

We explore the dynamics of the PXP model when subjected to a periodic drive, and unveil the mechanism through which the interplay between spectral properties and initial states governs the emergence of dynamical revivals and their evolution across the space of driving parameters. For Néel-ordered initial states, revivals follow well-defined trajectories in the parameter space of the driving, primarily determined by a dominant quasi-energy spacing in the Floquet spectrum. Initial states interpolating between Néel and fully polarized configurations exhibit hybrid dynamics, which can be controlled by tuning their overlap with Floquet eigenstates via the driving parameters. This control also allows steering different routes for avoiding Floquet thermalization, showing how both initial state choice and driving protocol shape long-lived dynamics in this driven quantum many-body systems.

研究动机与目标

• 在 PXP 模型中推动对动力学的控制并理解周期驱动如何影响非遍历性动力学与回升的产生。
• 识别 Floquet 谱属性和初始态重叠如何在驱动参数空间中决定回升轨迹。
• 展示驱动如何引导不同的动力学区域，并影响 Floquet 热化行为。

提出的方法

• 用 H(t)=H_PXP - V(t)N 以及开边界对周期性驱动的 PXP 链进行建模。
• 利用 Floquet 理论通过 Floquet 算符 U(T,0) 和准能 ε_m^F 来分析停顿式动力学。
• 从主导 Floquet 能级间距 Δε^F 表征回升时间 T_rev = 2π/Δε^F 且回升指数 n_rev = ω_d/Δε^F。
• 在不同驱动参数下，计算初始态（Néel、极化和插值 Θ_+）与 Floquet 本征态之间的重叠。
• 通过一周期保真度 F(T) 和 n 周保真度 F(nT) 来考察记忆保持，针对不同初始态。
• 通过将子系统约化状态与在受限的阻塞希尔伯特空间中的遍历态比较，研究 Floquet 热化。

实验结果

研究问题

• RQ1 周期性驱动下 PXP 模型的 Floquet 谱如何依赖驱动振幅 h 和频率 ω_d？
• RQ2 对于 Néel 有序初始态，在周期驱动下保真度回升的机制是什么？
• RQ3 当初始态在 Néel 与极化之间插值时，与 Floquet 态的重叠如何形塑回升动力学？
• RQ4 驱动参数是否能将系统引导至不同动态区间（回升主导 vs 遍历），并影响 Floquet 热化？
• RQ5 在 J0(h/ω_d) 的零点附近，Floquet 谱的收窄如何影响回升时序与记忆保持？

主要发现

• Floquet 谱在 J0(h/ω_d) 的零点附近收窄，形成控制回升动力学的 Floquet 谱收窄现象。
• 主导 Floquet 能级间距 Δε^F 设定回升时间 T_rev = 2π/Δε^F，以及回升指标 n_rev 约等于 ω_d/Δε^F，且在 FSN 区域以外 Δε^F ∝ J0(h/ω_d)。
• Néel 初始态表现出定义明确的回升轨迹，随着 h/ω_d 的变化而推进，且由与 Floquet 弧状态结构的重叠控制。
• 插值于 Néel 与极化之间的初始态可能经历混合动力学；驱动参数调控它们与 Floquet 态的重叠，从而改变回升模式。
• 两种动力学区域—混乱式与 Néel 式—可通过驱动被访问并引导；光谱重叠决定避免 Floquet 热化的路径。
• 对于极化态，动力学与弱 Floquet 热化一致，而 Néel 式及中间态在驱动下可能显示持续的非遍历回升，取决于驱动条件。