論文の概要: Probing Topological Spin Liquids on a Programmable Quantum Simulator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.04119v1
• Date: Fri, 9 Apr 2021 00:18:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-04 08:00:45.995396
• Title: Probing Topological Spin Liquids on a Programmable Quantum Simulator
• Title（参考訳）: プログラム可能な量子シミュレータによる位相スピン液体の探索
• Authors: Giulia Semeghini, Harry Levine, Alexander Keesling, Sepehr Ebadi, Tout T. Wang, Dolev Bluvstein, Ruben Verresen, Hannes Pichler, Marcin Kalinowski, Rhine Samajdar, Ahmed Omran, Subir Sachdev, Ashvin Vishwanath, Markus Greiner, Vladan Vuletic, Mikhail D. Lukin
• Abstract要約: 219原子プログラム可能な量子シミュレータを用いて量子スピン状態の探索を行う。 このアプローチでは、カゴメ格子のリンク上に原子の配列が配置され、リドベルク封鎖下での進化はフラストレーションのある量子状態を生成する。 古典的トーリック符号型の量子スピン液体相の開始は、トポロジカル弦演算子の評価により検出される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 40.96261204117952
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum spin liquids, exotic phases of matter with topological order, have been a major focus of explorations in physical science for the past several decades. Such phases feature long-range quantum entanglement that can potentially be exploited to realize robust quantum computation. We use a 219-atom programmable quantum simulator to probe quantum spin liquid states. In our approach, arrays of atoms are placed on the links of a kagome lattice and evolution under Rydberg blockade creates frustrated quantum states with no local order. The onset of a quantum spin liquid phase of the paradigmatic toric code type is detected by evaluating topological string operators that provide direct signatures of topological order and quantum correlations. Its properties are further revealed by using an atom array with nontrivial topology, representing a first step towards topological encoding. Our observations enable the controlled experimental exploration of topological quantum matter and protected quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 量子スピン液体は、トポロジカルな秩序を持つ物質のエキゾチックな相であり、過去数十年間、物理科学における探究の主要な焦点であった。 このような位相は長距離量子絡み合いを特徴とし、堅牢な量子計算を実現するために利用することができる。 219原子プログラム可能な量子シミュレータを用いて量子スピン状態の探索を行う。 このアプローチでは、原子の配列をカゴメ格子のリンク上に配置し、rydbergブロック下での進化は局所順序を持たないフラストレーション量子状態を生成する。 トリック符号型の量子スピン液体相の開始は、トポロジカル順序と量子相関の直接的なシグネチャを提供するトポロジカル弦演算子を評価することによって検出される。 その性質は非自明なトポロジーを持つアトムアレイを用いてさらに明らかにされ、トポロジカルエンコーディングへの第一歩を示している。 我々の観測により、トポロジカル量子物質の実験的探索と保護量子情報処理が可能となった。

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