論文の概要: Programmable large-scale simulation of bosonic transport in optical synthetic frequency lattices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.05088v1
• Date: Wed, 10 Aug 2022 00:23:27 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-01 13:02:27.033937
• Title: Programmable large-scale simulation of bosonic transport in optical synthetic frequency lattices
• Title（参考訳）: 光合成周波数格子におけるボソニック輸送のプログラム可能な大規模シミュレーション
• Authors: Alen Senanian, Logan G. Wright, Peter F. Wade, Hannah K. Doyle, Peter L. McMahon
• Abstract要約: フォトニックシミュレーターは、凝縮マター系の柔軟な実験アナログを可能にした。 本研究では,大規模な2次元格子と3次元格子と,非平面接続性を持つ格子をシミュレーションできるアナログシミュレータを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5257247496416746
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Photonic simulators using synthetic frequency dimensions have enabled flexible experimental analogues of condensed-matter systems, realizing phenomena that are impractical to observe in real-space systems. However, to date such photonic simulators have been limited to small systems suffering from finite-size effects. Here, we present an analog simulator capable of simulating large 2D and 3D lattices, as well as lattices with non-planar connectivity, including a tree lattice that serves as a toy model in quantum gravity. Our demonstration is enabled by the broad bandwidth achievable in photonics, allowing our simulator to realize lattices with over 100,000 lattice sites. We explore these large lattices in a wide range of previously inaccessible regimes by using a novel method to excite arbitrary states. Our work establishes the scalability and flexibility of programmable simulators based on synthetic frequency dimensions in the optical domain. We anticipate that future extensions of this platform will leverage advances in high-bandwidth optoelectronics to support simulations of dynamic, non-equilibrium phases at the scale of millions of lattice sites, and Kerr-frequency-comb technology to simulate models with higher-order interactions, ultimately in regimes and at scales inaccessible to both digital computers and realizable materials.
• Abstract（参考訳）: 合成周波数次元を用いたフォトニックシミュレータは、実空間で観測できない現象を実現するために、凝縮物質系の柔軟な実験アナログを可能にした。 しかし、これまでこのようなフォトニックシミュレータは有限サイズ効果に苦しむ小さなシステムに限られてきた。 本稿では,大きな2次元格子と3次元格子をシミュレートできるアナログシミュレータと,量子重力の玩具モデルとして機能する木格子を含む非平面接続格子について述べる。 我々の実証はフォトニクスの広帯域化によって実現され、シミュレーターは10万以上の格子サイトを持つ格子を実現できる。 任意の状態を励起する新しい手法を用いて、これらの大きな格子を、これまでアクセス不能であった幅広い状況下で探索する。 本研究は,光領域における合成周波数次元に基づくプログラマブルシミュレータのスケーラビリティと柔軟性を確立する。 我々は、このプラットフォームの将来の拡張が、高帯域幅光電子工学の進歩を利用して、数百万の格子サイト規模での動的、非平衡相のシミュレーションと、高次相互作用を持つモデルをシミュレートするkerr- frequency-comb技術をサポートすることを期待している。

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