論文の概要: Large-$N$ Chern insulators: lattice field theory and quantum simulation
approaches to correlation effects in the quantum anomalous Hall effect
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.04485v1
- Date: Mon, 8 Nov 2021 13:22:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-08 20:24:28.786267
- Title: Large-$N$ Chern insulators: lattice field theory and quantum simulation
approaches to correlation effects in the quantum anomalous Hall effect
- Title（参考訳）: 大きなn$チャーン絶縁体:格子場理論と量子シミュレーションによる量子異常ホール効果の相関効果の研究
- Authors: L. Ziegler, E. Tirrito, M. Lewenstein, S. Hands, and A. Bermudez
- Abstract要約: 量子異常ホール(QAH)相の運命を理解するための多分野的アプローチについて詳述する。
本研究では, プロジェクションされた絡み合ったペアに基づくテンソルネットワークアルゴリズムを用いて, 強結合限界の理解を深めることができることを示す。
また、光格子中の超低温原子と合成スピン軌道結合を用いて量子シミュレータを構築するための詳細なスキームも提示する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Four-Fermi quantum field theories in (2+1) dimensions lie among the simplest
models in high-energy physics, the understanding of which requires a
non-perturbative lattice formulation addressing their strongly-coupled fixed
points. These lattice models are also relevant in condensed matter, as they
offer a neat playground to explore strong correlations in the quantum anomalous
Hall (QAH) effect. We give a detailed description of our multidisciplinary
approach to understand the fate of the QAH phases as the four-Fermi
interactions are increased, which combines strong-coupling and
effective-potential techniques, unveiling a rich phase diagram with large-$N$
Chern insulators and Lorentz-breaking fermion condensates. Moreover, this
toolbox can be enlarged with recent advances in quantum information science, as
we show that tensor-network algorithms based on projected entangled pairs can
be used to improve our understanding of the strong-coupling limit. We also
present a detailed scheme that uses ultra-cold atoms in optical lattices with
synthetic spin-orbit coupling to build quantum simulators of these four-Fermi
models. This yields a promising alternative to characterise the
strongly-coupled fixed points and, moreover, could also explore real-time
dynamics and finite-fermion densities.
- Abstract（参考訳）: 2+1次元の四フェルミ場の量子論は、高エネルギー物理学における最も単純なモデルの中にあり、その理解には強結合の不動点に対応する非摂動格子の定式化が必要である。
これらの格子モデルは、量子異常ホール(QAH)効果の強い相関を探索するための適切な遊び場を提供するため、凝縮物質にも関係している。
我々は,QAH相の4つの相互作用が増大するにつれて,QAH相の運命を理解するための多分野的アプローチを詳細に説明し,強結合と有効ポテンシャルを組み合わせ,大容量のチャーン絶縁体とローレンツ破断フェルミオン凝縮体を持つリッチ位相図を提示する。
さらに, このツールボックスは, 量子情報科学の最近の進歩により拡張可能であり, プロジェクションされた絡み合ったペアに基づくテンソル・ネットワーク・アルゴリズムを用いて, 強い結合限界の理解を深めることが示されている。
また,これらの4フェルミモデルの量子シミュレータを構築するために,合成スピン軌道カップリングを用いた光学格子内の超低温原子を用いた詳細なスキームを提案する。
このことは、強く結合した固定点を特徴づける有望な代替となり、また、実時間力学や有限フェルミオン密度も探究できる。
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