論文の概要: Non-equilibrium quantum domain reconfiguration dynamics in a
two-dimensional electronic crystal: experiments and quantum simulations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.07343v4
- Date: Tue, 30 Jan 2024 10:20:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-31 20:15:16.649143
- Title: Non-equilibrium quantum domain reconfiguration dynamics in a
two-dimensional electronic crystal: experiments and quantum simulations
- Title（参考訳）: 2次元電子結晶における非平衡量子領域再構成ダイナミクス:実験と量子シミュレーション
- Authors: Jaka Vodeb, Michele Diego, Yevhenii Vaskivskyi, Leonard Logaric,
Yaroslav Gerasimenko, Viktor Kabanov, Benjamin Lipovsek, Marko Topic and
Dragan Mihailovic
- Abstract要約: 量子材料の電子超格子における量子領域再構成ダイナミクスについて検討する。
環境騒音の文脈における温度から量子ゆらぎへの交叉が支配的な力学について検討した。
この結果は、不揮発性メモリデバイスにおける保持時間の起源を理解する上で重要である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Relaxation dynamics of complex many-body quantum systems brought out of
equilibrium and subsequently trapped into metastable states is a very active
field of research from both the theoretical and experimental point of view with
implications in a wide array of topics from macroscopic quantum tunnelling and
nucleosynthesis to non-equilibrium superconductivity and new energy-efficient
memory devices. Understanding the dynamics of such systems is crucial for
exploring fundamental aspects of many-body non-equilibrium quantum physics. In
this work we investigate quantum domain reconfiguration dynamics in the
electronic superlattice of a quantum material where classical dynamics is
topologically constrained. The crossover from temperature to quantum
fluctuation dominated dynamics in the context of environmental noise is
investigated by directly observing charge reconfiguration with time-resolved
scanning tunneling microscopy. The process is modelled using a programmable
superconducting quantum simulator in which qubit interconnections correspond
directly to the microscopic interactions between electrons in the quantum
material. Crucially, the dynamics of both the experiment on the quantum
material and the simulation is driven by spectrally similar pink noise. We find
that the simulations reproduce the emergent time evolution and temperature
dependence of the experimentally observed electronic domain dynamics remarkably
well. The combined experiment and simulations lead to a better understanding of
noise-driven quantum dynamics in open quantum systems. From a practical
viewpoint, the results are important for understanding the origin of the
retention time in non-volatile memory devices such as those based on 1T-TaS2.
- Abstract（参考訳）: 複雑な多体量子系の緩和ダイナミクスは平衡から引き起こされ、その後準安定状態に閉じ込められ、理論的および実験的両面から非常に活発な研究分野であり、マクロ的な量子トンネルや核合成から非平衡超伝導、新しいエネルギー効率の記憶装置まで幅広いトピックに影響を及ぼす。
このような系のダイナミクスを理解することは、多体非平衡量子物理学の基本的な側面を探求する上で重要である。
本研究では,古典力学が位相的に制約される量子材料の電子超格子における量子領域再構成ダイナミクスについて検討する。
時間分解型走査型トンネル顕微鏡を用いて電荷再構成を直接観測し、環境騒音の文脈における温度から量子揺らぎ支配ダイナミクスへの交差について検討した。
この過程は、量子材料中の電子間の微視的相互作用と直接対応する量子ビット相互干渉のプログラム可能な超伝導量子シミュレータを用いてモデル化される。
量子材料における実験とシミュレーションのダイナミクスは、スペクトル的に類似したピンクノイズによって駆動される。
実験により得られた電子ドメインの時間変化と温度依存性は,シミュレーションによって極めてよく再現できることがわかった。
実験とシミュレーションの組み合わせは、オープン量子システムにおけるノイズ駆動量子力学の理解を深める。
実用的観点からは、1t-tas2に基づくような不揮発性メモリ装置における保持時間の起源を理解する上で重要である。
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