論文の概要: Localization transition induced by programmable disorder

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.06762v3
• Date: Fri, 1 Apr 2022 19:46:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-18 11:20:00.445222
• Title: Localization transition induced by programmable disorder
• Title（参考訳）: プログラマブル障害による局在遷移
• Authors: Jaime L. C. da C. Filho, Zoe Gonzalez Izquierdo, Andreia Saguia, Tameem Albash, Itay Hen, Marcelo S. Sarandy
• Abstract要約: 多体局在はスピン-1/2逆場イジングモデル上で起こる。 エネルギー固有状態に対するエルゴード相から非熱相への移行を観察する。 我々は、D-Wave 2000Qプログラム量子アニール上で、時間非依存のイジング・ハミルトニアンを実験的に実現した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.24629531282150877
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We investigate the occurrence of many-body localization (MBL) on a spin-1/2 transverse-field Ising model defined on a Chimera connectivity graph with random exchange interactions and longitudinal fields. We observe a transition from an ergodic phase to a non-thermal phase for individual energy eigenstates induced by a critical disorder strength for the Ising parameters. Our result follows from the analysis of both the mean half-system block entanglement and the energy level statistics. We identify the critical point associated with this transition using the maximum variance of the block entanglement over the disorder ensemble as a function of the disorder strength. The calculated energy density phase diagram shows the existence of a mobility edge in the energy spectrum. In terms of the energy level statistics, the system changes from the Gaussian orthogonal ensemble for weak disorder to a Poisson distribution limit for strong randomness, which implies localization behavior. We then realize the time-independent disordered Ising Hamiltonian experimentally using a reverse annealing quench-pause-quench protocol on a D-Wave 2000Q programmable quantum annealer. We characterize the transition from the thermal to the localized phase through magnetization measurements at the end of the annealing dynamics, and the results are compatible with our theoretical prediction for the critical point. However, the same behavior can be reproduced using a classical spin-vector Monte Carlo simulation, which suggests that genuine quantum signatures of the phase transition remain out of reach using this experimental platform and protocol.
• Abstract（参考訳）: ランダム交換相互作用と長手場を有するキメラ接続グラフ上で定義されるスピン1/2横場イジングモデルにおける多体局在(mbl)の発生について検討した。 イジングパラメータに対する臨界障害強度によって誘起される個々のエネルギー固有状態に対するエルゴード相から非熱相への遷移を観察した。 その結果, 平均半体系ブロックの絡み合いとエネルギー準位統計の双方の分析から得られた。 障害強度の関数として,障害アンサンブル上のブロック絡み合いの最大分散を用いて,この遷移に関連する臨界点を同定した。 計算されたエネルギー密度位相図は、エネルギースペクトルにおける移動性エッジの存在を示す。 エネルギー準位統計の観点では、システムは弱障害に対するガウス直交アンサンブルから、強いランダム性に対するポアソン分布限界へと変化し、これは局在化挙動を意味する。 次に,D-Wave 2000Qプログラム型量子アニール上での逆アニーリング・クエンチ・クエンチプロトコルを用いて,時間非依存のイジング・ハミルトニアンを実験的に実現した。 アニーリングダイナミクスの終わりに磁化測定を行い,熱から局所化相への遷移を特徴とし,臨界点に対する理論的予測と一致した。 しかし、同じ振る舞いを古典的なスピンベクトルモンテカルロシミュレーションを用いて再現することができ、この実験的なプラットフォームとプロトコルを用いて、相転移の真の量子署名が到達できないことを示唆する。

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