본 연구는 1차원에서 대칭성이 깨지는 바닥 상태와 무질서한 상의 저장소를 연결했을 때 나타나는 경계면 현상을 연구하고, 이러한 현상이 기존의 국소적 열화 가설과 어떻게 상반되는지 밝히는 것을 목표로 한다.
연구진은 이론적 모델링과 수치적 계산을 통해 1차원 양자 스핀 체인 시스템에서 시간에 따른 질서 변수의 변화와 얽힘 엔트로피를 분석하였다. 특히, transverse-field Ising chain 모델을 사용하여 무질서-질서 경계면에서의 상관관계를 정량적으로 계산하고, 이를 통해 장거리 상관관계의 존재를 입증하였다. 또한, skew information 분석을 통해 관측된 상관관계에 양자적 요인이 기여함을 밝혔다.
연구 결과, 무질서-질서 경계면의 폭은 시간의 1/3승에 비례하여 증가하며, 이 영역 내에서 질서 변수는 보편적인 스케일링 함수를 따르는 것으로 나타났다. 또한, 경계면 영역 내의 부시스템은 거시적인 양자 상태를 나타내며, 이는 skew information의 시간에 대한 스케일링 분석을 통해 확인되었다.
본 연구는 1차원 양자 다체 시스템에서 무질서-질서 경계면이 장거리 상관관계를 가지며, 이러한 현상이 거시적인 양자 현상과 관련 있음을 밝혔다. 이는 기존의 국소적 열화 가설로는 설명되지 않는 현상으로, 비평형 양자 다체 시스템에 대한 이해를 넓히는 데 중요한 기여를 한다.
본 연구는 transverse-field Ising chain 모델을 중심으로 진행되었으며, 다른 1차원 양자 다체 시스템에서도 동일한 현상이 나타나는지 확인하기 위한 추가 연구가 필요하다. 또한, 본 연구에서 관측된 장거리 상관관계가 양자 정보 처리 및 양자 컴퓨팅 분야에 어떻게 활용될 수 있는지에 대한 연구도 필요하다.
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