論文の概要: Quantum Adiabatic Doping for Atomic Fermi-Hubbard Quantum Simulations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.01475v1
- Date: Tue, 5 Jan 2021 12:09:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-17 20:10:17.427970
- Title: Quantum Adiabatic Doping for Atomic Fermi-Hubbard Quantum Simulations
- Title（参考訳）: 原子間フェルミハバード量子シミュレーションのための量子断熱ドーピング
- Authors: Jue Nan, Jian Lin, Yuchen Luo, Bo Zhao, and Xiaopeng Li
- Abstract要約: 反強磁性秩序量子状態は近年、半分の充填で達成されている。
ハーフフィリングから離れた原子格子は、d波超伝導を宿ると予想されるが、その低温相は到達していない。
本稿では,非共振格子の量子断熱進化を用いた非共振量子断熱ドーピングのアプローチを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.9479021921466
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: There have been considerable research efforts devoted to quantum simulations
of Fermi-Hubbard model with ultracold atoms loaded in optical lattices. In such
experiments, the antiferromagnetically ordered quantum state has been achieved
at half filling in recent years. The atomic lattice away from half filling is
expected to host d-wave superconductivity, but its low temperature phases have
not been reached. In a recent work, we proposed an approach of incommensurate
quantum adiabatic doping, using quantum adiabatic evolution of an
incommensurate lattice for preparation of the highly correlated many-body
ground state of the doped Fermi-Hubbard model starting from a unit-filling band
insulator. Its feasibility has been demonstrated with numerical simulations of
the adiabatic preparation for certain incommensurate particle-doping fractions,
where the major problem to circumvent is the atomic localization in the
incommensurate lattice. Here we carry out a systematic study of the quantum
adiabatic doping for a wide range of doping fractions from particle-doping to
hole-doping, including both commensurate and incommensurate cases. We find that
there is still a localization-like slowing-down problem at commensurate
fillings, and that it becomes less harmful in the hole-doped regime. With
interactions, the adiabatic preparation is found to be more efficient for that
interaction effect destabilizes localization. For both free and interacting
cases, we find the adiabatic doping has better performance in the hole-doped
regime than the particle-doped regime. We also study adiabatic doping starting
from the half-filling Mott insulator, which is found to be more efficient for
certain filling fractions.
- Abstract（参考訳）: 光学格子を積んだ超低温原子を用いたフェルミ・ハバードモデルの量子シミュレーションに多大な研究がなされている。
このような実験では、反強磁性秩序量子状態が近年半分の充填で達成されている。
半充填から離れた原子格子はd波超伝導をホストすることが期待されているが、低温相は到達していない。
本研究では,非コンベンサート格子の量子断熱進化を用いた非コンベンサート量子断熱ドーピングの手法を提案し,単位充填バンド絶縁体から開始したドープフェルミ・ハバード模型の高相関多体基底状態の作成を行った。
その実現性は、ある非共分散粒子ドーピング分画に対する断熱的準備の数値シミュレーションで実証され、そこで回避すべき主要な問題は非共分散格子の原子局在である。
ここでは, 粒子ドーピングからホールドーピングまでの幅広いドーピング分数について, コンベンサートと非コンメンサートの両方を含む量子断熱ドーピングの系統的研究を行う。
また, 埋没時の局所化様の緩やかな低下問題があり, ホールドープ方式では害が少ないことが判明した。
相互作用において、断熱製剤は、その相互作用効果が局在を不安定にするより効率的であることが分かる。
自由ケースと相互作用ケースの両方において、断熱ドーピングは粒子ドーピング方式よりもホールドープ方式の方が優れた性能を有する。
また, 半充填mott絶縁体から開始した断熱ドーピングについても検討した。
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