論文の概要: Trimer quantum spin liquid in a honeycomb array of Rydberg atoms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.00653v1
- Date: Tue, 1 Nov 2022 18:00:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-20 19:28:41.706027
- Title: Trimer quantum spin liquid in a honeycomb array of Rydberg atoms
- Title（参考訳）: ライドバーグ原子のハニカム配列におけるトリマー量子スピン液体
- Authors: Milan Kornja\v{c}a, Rhine Samajdar, Tommaso Macr\`i, Nathan Gemelke,
Sheng-Tao Wang, and Fangli Liu
- Abstract要約: Rydberg原子のハニカム配列におけるスピン液体の根本的に異なるクラスを具体的に実現したことを示す。
第3のアレスト近傍の原子がリドベルク封鎖の内側にある体制では、新しい基底状態が見つかる。
このトリマースピン液体状態の忠実度は動的調製により向上することができる。
- 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: Quantum spin liquids are elusive but paradigmatic examples of strongly
correlated quantum states that are characterized by long-range quantum
entanglement. Recently, the direct signatures of a gapped topological
$\mathbb{Z}_2$ spin liquid have been observed in a system of Rydberg atoms
arrayed on the ruby lattice. Here, we illustrate the concrete realization of a
fundamentally different class of spin liquids in a honeycomb array of Rydberg
atoms. Exploring the quantum phase diagram of this system using both
density-matrix renormalization group and exact diagonalization simulations,
several density-wave-ordered phases are characterized and their origins
explained. More interestingly, in the regime where third-nearest-neighbor atoms
lie within the Rydberg blockade radius, we find a novel ground state -- with an
emergent $\mathrm{U}(1)\times \mathrm{U}(1)$ local symmetry -- formed from
superpositions of classical {\it trimer} configurations on the dual triangular
lattice. The fidelity of this trimer spin liquid state can be enhanced via
dynamical preparation, which we explain by a Rydberg-blockade-based projection
mechanism associated with the smooth turnoff of the laser drive. Finally, we
discuss the robustness of the trimer spin liquid phase under realistic
experimental parameters and demonstrate that our proposal can be readily
implemented in current Rydberg atom quantum simulators.
- Abstract（参考訳）: 量子スピン液体は、長距離量子の絡み合いによって特徴づけられる強相関量子状態のパラダイム的例である。
近年,ルビー格子上に配列されたrydberg原子の系において,ガッピング位相的$\mathbb{z}_2$スピン液体の直接的シグネチャが観察されている。
ここでは, ライドバーグ原子のハニカム配列において, 原理的に異なるスピン液体のクラスを具体化する。
密度行列再正規化群と厳密対角化シミュレーションの両方を用いて、この系の量子位相図を探索する。
より興味深いことに、第3アレスト近傍の原子がリドベルク封鎖半径内にある状態では、双対三角格子上の古典的三量体構成の重ね合わせから形成される新しい基底状態(創発的な$\mathrm{U}(1)\times \mathrm{U}(1)$局所対称性)が見つかる。
このトリマースピン状態の忠実性は、レーザー駆動の滑らかなターンオフに伴うrydberg-blockadeに基づく投影機構によって説明される力学合成によって向上することができる。
最後に,現実的な実験パラメータの下でのトリマースピン液体相のロバスト性について議論し,本提案が現在のrydberg原子量子シミュレータに容易に実装できることを実証する。
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