論文の概要: Digital Quantum Simulation of Floquet Topological Phases with a Solid-State Quantum Simulator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.05495v1
• Date: Thu, 10 Dec 2020 07:42:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-21 05:54:20.546048
• Title: Digital Quantum Simulation of Floquet Topological Phases with a Solid-State Quantum Simulator
• Title（参考訳）: 固体量子シミュレータを用いたフロッケ位相位相のディジタル量子シミュレーション
• Authors: Bing Chen, Shuo Li, Xianfei Hou, Feifei Zhou, Peng Qian, Feng Mei, Suotang Jia, Nanyang Xu, and Heng Shen
• Abstract要約: 室内温度の固体量子シミュレータを用いて,位相位相のディジタル量子シミュレーションを開発し,実験的に実現した。 また、量子クエンチをデジタルシミュレーションし、フロケ位相の非平衡ダイナミクスを観察する方法について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.134817887361317
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum simulator with the ability to harness the dynamics of complex quantum systems has emerged as a promising platform for probing exotic topological phases. Since the flexibility offered by various controllable quantum systems has enabled to gain insight into quantum simulation of such complicated problems, analog quantum simulator has recently shown its feasibility to tackle problems of exploring topological phases. However, digital quantum simulation and detection of topological phases still remain elusive. Here, we develop and experimentally realize the digital quantum simulation of topological phase with a solid-state quantum simulator at room temperature. Distinct from previous works dealing with static topological phases, the topological phases emulated here are Floquet topological phases. Furthermore, we also illustrate the procedure of digitally simulating a quantum quench and observing the nonequilibrium dynamics of Floquet topological phases. By means of quantum quench, the 0- and {\pi}-energy topological invariants are unambiguously detected through measuring time-averaged spin polarizations. Our experiment opens up a new avenue to digitally simulate and detect Floquet topological phases with fast-developed programmable quantum simulators.
• Abstract（参考訳）: 複雑な量子システムのダイナミクスを活用できる量子シミュレータは、エキゾチックな位相位相を探索するための有望なプラットフォームとして登場した。 様々な制御可能な量子システムによって提供される柔軟性により、このような複雑な問題の量子シミュレーションに対する洞察を得ることができたため、アナログ量子シミュレータは、最近トポロジカルな位相を探索する問題に取り組むことができることを示した。 しかし、デジタル量子シミュレーションとトポロジカル位相の検出はいまだに解明されていない。 本研究では,固体量子シミュレータによる位相相のディジタル量子シミュレーションを室内温度で開発し,実験的に実現する。 静的位相を扱う以前の研究とは違い、ここでエミュレートされた位相位相はフロケ位相である。 さらに,量子クエンチをデジタルシミュレートし,フロッケ位相の非平衡ダイナミクスを観測する手法についても述べる。 量子クエンチによって、0-および {\pi}-エネルギー位相不変量は、時間平均スピン分極の測定によって曖昧に検出される。 我々の実験は、高速なプログラム可能な量子シミュレータでフロケ位相をデジタル的にシミュレートし、検出するための新しい道を開く。

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