論文の概要: Experimental characterization of quantum many-body localization transition

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.11521v1
• Date: Mon, 21 Dec 2020 17:35:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-20 00:17:34.497087
• Title: Experimental characterization of quantum many-body localization transition
• Title（参考訳）: 量子多体局在遷移の実験的検討
• Authors: Ming Gong, Gentil D. de Moraes Neto, Chen Zha, Yulin Wu, Hao Rong, Yangsen Ye, Shaowei Li, Qingling Zhu, Shiyu Wang, Youwei Zhao, Futian Liang, Jin Lin, Yu Xu, Cheng-Zhi Peng, Hui Deng, Abolfazl Bayat, Xiaobo Zhu, Jian-Wei Pan
• Abstract要約: 我々は,多体局所化遷移点を検出するスケーラブルなプロトコルを実験的に実装した。 空間分解能の異なる3つの量を利用することにより、シミュレーションと実験の整合性に優れた遷移点を同定する。 このプロトコルはスケーラブルで、様々な物理プラットフォームで実行できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.805666393282454
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: As strength of disorder enhances beyond a threshold value in many-body systems, a fundamental transformation happens through which the entire spectrum localizes, a phenomenon known as many-body localization. This has profound implications as it breaks down fundamental principles of statistical mechanics, such as thermalization and ergodicity. Due to the complexity of the problem, the investigation of the many-body localization transition has remained a big challenge. The experimental exploration of the transition point is even more challenging as most of the proposed quantities for studying such effect are practically infeasible. Here, we experimentally implement a scalable protocol for detecting the many-body localization transition point, using the dynamics of a $N=12$ superconducting qubit array. We show that the sensitivity of the dynamics to random samples becomes maximum at the transition point which leaves its fingerprints in all spatial scales. By exploiting three quantities, each with different spatial resolution, we identify the transition point with excellent match between simulation and experiment. In addition, one can detect the evidence of mobility edge through slight variation of the transition point as the initial state varies. The protocol is easily scalable and can be performed across various physical platforms.
• Abstract（参考訳）: 障害の強さが多体系のしきい値を超えると、スペクトル全体が局在する基本的な変換が起こり、これは多体局在と呼ばれる現象である。 これは熱化やエルゴディダリティといった統計力学の基本原理を断ち切ることで大きな意味を持つ。 問題の複雑さのため、多体局在遷移の研究は依然として大きな課題となっている。 遷移点の実験的探索は、そのような効果を研究するための提案された量の大部分が事実上不可能であるため、さらに難しい。 そこで我々は,N=12$超伝導量子ビットアレイのダイナミクスを用いて,多体局在化遷移点を検出するスケーラブルなプロトコルを実験的に実装した。 ランダムサンプルに対する力学の感度は,すべての空間スケールで指紋を残す遷移点において最大となることを示す。 空間分解能の異なる3つの量を利用することで,シミュレーションと実験の相性が良好に一致した遷移点を同定する。 また、初期状態が変化するにつれて遷移点のわずかな変化によって移動端の証拠を検出することができる。 このプロトコルはスケーラブルで、様々な物理プラットフォームで実行できる。

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