論文の概要: Programmable quantum simulation of 2D antiferromagnets with hundreds of Rydberg atoms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.12268v1
• Date: Tue, 22 Dec 2020 19:00:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-19 21:56:47.828143
• Title: Programmable quantum simulation of 2D antiferromagnets with hundreds of Rydberg atoms
• Title（参考訳）: 数百のRydberg原子を持つ2次元反強磁性体のプログラム可能な量子シミュレーション
• Authors: Pascal Scholl, Michael Schuler, Hannah J. Williams, Alexander A. Eberharter, Daniel Barredo, Kai-Niklas Schymik, Vincent Lienhard, Louis-Paul Henry, Thomas C. Lang, Thierry Lahaye, Andreas M. L\"auchli, and Antoine Browaeys
• Abstract要約: 合成システムを用いた量子シミュレーションは、優れた量子多体問題を解くための有望な方法である。 ここでは、光ツイーザに閉じ込められた個々の原子のプログラム可能な配列を用いて、象徴的な多体問題を実装する。 我々はこのプラットフォームを、高忠実度で操作された196個の原子を持つ前例のない体制にプッシュする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 43.55994393060723
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum simulation using synthetic systems is a promising route to solve outstanding quantum many-body problems in regimes where other approaches, including numerical ones, fail. Many platforms are being developed towards this goal, in particular based on trapped ions, superconducting circuits, neutral atoms or molecules. All of which face two key challenges: (i) scaling up the ensemble size, whilst retaining high quality control over the parameters and (ii) certifying the outputs for these large systems. Here, we use programmable arrays of individual atoms trapped in optical tweezers, with interactions controlled by laser-excitation to Rydberg states to implement an iconic many-body problem, the antiferromagnetic 2D transverse field Ising model. We push this platform to an unprecedented regime with up to 196 atoms manipulated with high fidelity. We probe the antiferromagnetic order by dynamically tuning the parameters of the Hamiltonian. We illustrate the versatility of our platform by exploring various system sizes on two qualitatively different geometries, square and triangular arrays. We obtain good agreement with numerical calculations up to a computationally feasible size (around 100 particles). This work demonstrates that our platform can be readily used to address open questions in many-body physics.
• Abstract（参考訳）: 合成システムを用いた量子シミュレーションは、数値を含む他のアプローチが失敗する状況下で、優れた量子多体問題を解くための有望な方法である。 多くのプラットフォームがこの目標に向かって開発されており、特にトラップされたイオン、超伝導回路、中性原子または分子に基づいている。 これらすべてが2つの重要な課題に直面している。 (i)パラメータの高品質な制御を維持しつつ、アンサンブルサイズをスケールアップすること。 (ii)これらの大規模システムの出力を認証する。 ここでは、光ツイーザに閉じ込められた個々の原子のプログラム可能な配列を用いて、ライドバーグ状態へのレーザー励起による相互作用を制御し、象徴的な多体問題である反強磁性2次元逆場イジングモデルを実装する。 我々はこのプラットフォームを、高忠実度で操作された196個の原子を持つ前例のない体制に押し上げる。 我々はハミルトンのパラメータを動的に調整することで反強磁性秩序を探索する。 定性的に異なる2つのジオメトリ、正方形と三角形の配列で様々なシステムサイズを探索することで、プラットフォームの拡張性を説明します。 計算可能な大きさ(約100粒子)までの数値計算と良好な一致を得る。 本研究は,多体物理学におけるオープンな問題に容易に対処できることを実証する。

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