論文の概要: Spin many-body phases in standard and topological waveguide QED simulators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.11637v2
• Date: Fri, 15 Oct 2021 10:02:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-25 21:02:02.005970
• Title: Spin many-body phases in standard and topological waveguide QED simulators
• Title（参考訳）: 標準および位相導波路QEDシミュレータにおけるスピン多体相
• Authors: Miguel Bello, Gloria Platero, Alejandro Gonz\'alez-Tudela
• Abstract要約: 導波路QEDセットアップを用いた量子スピンモデルの多体挙動について検討する。 他のプラットフォームで得られたものとは異なる、新しい多体フェーズが見つかる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 68.8204255655161
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum spin models find applications in many different areas, such as spintronics, high-Tc superconductivity, and even complex optimization problems. However, studying their many-body behaviour, especially in the presence of frustration, represents an outstanding computational challenge. To overcome it, quantum simulators based on cold, trapped atoms and ions have been built, shedding light already on many non-trivial phenomena. Unfortunately, the models covered by these simulators are limited by the type of interactions that appear naturally in these systems. Waveguide QED setups have recently been pointed out as a powerful alternative due to the possibility of mediating more versatile spin-spin interactions with tunable sign, range, and even chirality. Yet, despite their potential, the many-body phases emerging from these systems have only been scarcely explored. In this manuscript, we fill this gap analyzing the ground states of a general class of spin models that can be obtained in such waveguide QED setups. Importantly, we find novel many-body phases different from the ones obtained in other platforms, e.g., symmetry-protected topological phases with large-period magnetic orderings, and explain the measurements needed to probe them.
• Abstract（参考訳）: 量子スピンモデルは、スピントロニクス、高温超伝導、さらには複雑な最適化問題など、様々な分野の応用を見出す。 しかし、その多体行動、特にフラストレーションの存在下での研究は、優れた計算上の課題である。 これを解決するために、冷たく閉じ込められた原子とイオンに基づく量子シミュレータが作られ、既に多くの非自明な現象に光を遮蔽している。 残念ながら、これらのシミュレータによってカバーされるモデルは、これらのシステムに自然に現れる相互作用の種類によって制限される。 導波路qedは最近、波長可変符号、範囲、さらにはキラリティーとのより汎用的なスピンスピンスピン相互作用を仲介する可能性から、強力な代替手段として指摘されている。 しかし、その可能性にもかかわらず、これらのシステムから現われる多体相はほとんど探索されていない。 本稿では、このような導波路QEDセットアップで得られるスピンモデルの一般クラスの基底状態を分析し、このギャップを埋める。 重要なことに、他のプラットフォームで得られたものと異なる新しい多体位相(例えば、大きな周期の磁気秩序を持つ対称性保護位相)を発見し、それらを調べるのに必要な測定値を説明する。

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