論文の概要: Route to Extend the Lifetime of a Discrete Time Crystal in a Finite Spin Chain Without Disorder

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.05201v1
• Date: Mon, 12 Apr 2021 04:45:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-04 02:01:13.133954
• Title: Route to Extend the Lifetime of a Discrete Time Crystal in a Finite Spin Chain Without Disorder
• Title（参考訳）: 乱れのない有限スピンチェーンにおける離散時間結晶の寿命延長経路
• Authors: Sayan Choudhury
• Abstract要約: 周期駆動系は、離散時間変換対称性を持つ時間依存ハミルトニアンによって記述される。 この対称性の自発的な破れは、新しい物質の非平衡相、離散時間結晶(DTC)の出現につながる
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Periodically driven (Floquet) systems are described by time dependent Hamiltonians that possess discrete time translation symmetry. The spontaneous breaking of this symmetry leads to the emergence of a novel non-equilibrium phase of matter - the Discrete Time Crystal (DTC). In this paper, we propose a scheme to extend the lifetime of a DTC in a paradigmatic model - a translation invariant Ising spin chain with nearest-neighbor interaction $J$, subjected to a periodic kick by a transverse magnetic field with frequency $\frac{2 \pi}{T}$. This system exhibits the hallmark signature of a DTC - persistent subharmonic oscillations with frequency $\frac{\pi}{T}$ - for a wide parameter regime. Employing both analytical arguments as well as exact diagonalization calculations, we demonstrate that the lifetime of the DTC is maximized, when the interaction strength is tuned to an optimal value, $JT = \pi$. Our proposal essentially relies on an interaction induced quantum interference mechanism that suppresses the creation of excitations, and thereby enhances the DTC lifetime. Intriguingly, we find that the period doubling oscillations can last eternally in even size systems. This anomalously long lifetime can be attributed to a time reflection symmetry that emerges at $JT=\pi$. Our work provides a promising avenue for realizing a robust DTC in various quantum emulator platforms.
• Abstract（参考訳）: 周期駆動(フロッケ)系は離散時間翻訳対称性を持つ時間依存ハミルトニアンによって記述される。 この対称性の自発的崩壊は、物質の新しい非平衡相である離散時間結晶(dtc)の出現に繋がる。 本稿では,周波数$$\frac{2 \pi}{T}$の逆磁場による周期的キックを条件に,近接相互作用を最も近い$J$で翻訳不変なIsingスピンチェーンを,パラダイムモデルでDTCの寿命を延長する手法を提案する。 このシステムは、広いパラメータ状態に対して、周波数$\frac{\pi}{T}$のDTC-持続的サブハーモニック振動のホールマークシグネチャを示す。 解析的議論と正確な対角化計算の両方を用いて、相互作用強度が最適値である$JT = \pi$に調整されると、DTCの寿命が最大になることを示す。 本提案は、励起の発生を抑制する相互作用誘起量子干渉機構に本質的に依存し、dtc寿命を増加させる。 興味深いことに、振動の2倍の周期は、等サイズのシステムで永遠に続く可能性がある。 この異常に長い寿命は、JT=\pi$で現れる時間反射対称性に起因する。 我々の研究は、様々な量子エミュレータプラットフォームで堅牢なDTCを実現するための有望な道を提供する。

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