Engineering large end-to-end correlations in finite fermionic chains

Fecha

2018-12-14

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Editor

American Physical Society

Resumen

We explore deformations of finite chains of noninteracting fermions at half-filling which give rise to large correlations between their extremes. After a detailed study of the Su-Schrieffer-Heeger model, the tradeoff curve between end-to-end correlations and the energy gap of the chains is obtained using machine-learning techniques, paying special attention to the scaling behavior with the chain length. We find that edge-dimerized chains, where the second and penultimate hoppings are reinforced, are very often close to the optimal configurations. Our results allow us to conjecture that, given a fixed gap, the maximal attainable correlation falls exponentially with the system size. Study of the entanglement entropy and contour of the optimal configurations suggest that the bulk entanglement pattern is minimally modified from the clean case.

Descripción

En el artículo se estudia como son las correlaciones en los estados de borde de sistemas cuánticos unidimensionales compuestos por fermiones. Para el estudio teórico se emplean modelos semiempíricos tipo Tight-binding y para maximizar el entrelazamiento y la correlación se utilizan técnicas de Machine Learning con un algoritmo que optimiza el Hamiltoniano efectivo. Se encuentra que el sistema óptimo, con muy alta correlación entre los estados de borde alojados en los extremos de cadenas finitas, es aquel formado por dímeros en el interior y en enlaces reforzados en los extremos de la cadena. Sistemas con este tipo de enlaces pueden aparecer de forma natural como en hilos cuánticos o moléculas orgánicas.

Citación

Engineering large end-to-end correlations in finite fermionic chains Hernán Santos, José E. Alvarellos, and Javier Rodríguez-Laguna Phys. Rev. B 98, 245121 – Published 14 December 2018
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