論文の概要: Experimental Observation of Equilibrium and Dynamical Quantum Phase
Transitions via Out-of-Time-Ordered Correlators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/1912.12038v1
- Date: Fri, 27 Dec 2019 09:35:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-09 23:56:37.823192
- Title: Experimental Observation of Equilibrium and Dynamical Quantum Phase
Transitions via Out-of-Time-Ordered Correlators
- Title（参考訳）: 時間外相関器による平衡および動的量子相転移の実験観察
- Authors: Xinfang Nie, Bo-Bo Wei, Xi Chen, Ze Zhang, Xiuzhu Zhao, Chudan Qiu, Yu
Tian, Yunlan Ji, Tao Xin, Dawei Lu, and Jun Li
- Abstract要約: 核磁気共鳴量子シミュレータ上でのOTOCのクエンチダイナミクスによる量子スピン鎖内のEQPTとDQPTの初めての実験的観察を報告する。
量子クエンチにおけるOTOCの長期平均値は平衡量子臨界点と順序量子位相を信号することを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.389514788367086
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The out-of-time-ordered correlators (OTOC) have been established as a
fundamental concept for quantifying quantum information scrambling and
diagnosing quantum chaotic behavior. Recently, it was theoretically proposed
that the OTOC can be used as an order parameter to dynamically detect both
equilibrium quantum phase transitions (EQPTs) and dynamical quantum phase
transitions (DQPTs) in one-dimensional many-body systems. Here we report the
first experimental observation of EQPTs and DQPTs in a quantum spin chain via
quench dynamics of OTOC on a nuclear magnetic resonance quantum simulator. We
observe that the quench dynamics of both the order parameter and the two-body
correlation function cannot detect the DQPTs, but the OTOC can unambiguously
detect the DQPTs. Moreover, we demonstrate that the long-time average value of
the OTOC in quantum quench signals the equilibrium quantum critical point and
ordered quantum phases, thus one can measure the EQPTs from the non-equilibrium
quantum quench dynamics. Our experiment paves a way for experimentally
investigating DQPTs through OTOCs and for studying the EQPTs through the
non-equilibrium quantum quench dynamics with quantum simulators.
- Abstract（参考訳）: 時間外相関器(OTOC)は、量子情報の量子化と量子カオス的振る舞いの診断の基本的な概念として確立されている。
近年、OTOCは1次元多体系における平衡量子相転移(EQPT)と動的量子相転移(DQPT)の両方を動的に検出する秩序パラメータとして用いられることが理論的に提案されている。
本稿では、核磁気共鳴量子シミュレータにおけるOTOCのクエンチダイナミクスによる量子スピン鎖内のEQPTとDQPTの初めての実験的観察を報告する。
順序パラメータと2体相関関数のクエンチダイナミクスはDQPTを検出できないが,OTOCは明らかにDQPTを検出できる。
さらに, 量子クエンチにおけるオトックの平均値は, 平衡量子臨界点と秩序量子位相を信号するので, 非平衡量子クエンチダイナミクスから eqpt を測定できることを示した。
我々の実験は、OTOCによるDQPTの実験的研究と、量子シミュレータを用いた非平衡量子クエンチ力学によるEQPTの研究の方法である。
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