論文の概要: Quantum spin ice in three-dimensional Rydberg atom arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.04657v2
• Date: Sat, 15 Jun 2024 02:19:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-19 13:20:03.831577
• Title: Quantum spin ice in three-dimensional Rydberg atom arrays
• Title（参考訳）: 三次元ライドバーグ原子アレイにおける量子スピンアイス
• Authors: Jeet Shah, Gautam Nambiar, Alexey V. Gorshkov, Victor Galitski,
• Abstract要約: 量子スピン液体(Quantum spin liquids)は、低エネルギー物理学を創発ゲージ理論の分解相として記述した物質のエキゾチック相である。 本稿では,Rydbergをベースとした量子シミュレータを用いて,3次元の量子スピン液体(U(1)$)を実現する方法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum spin liquids are exotic phases of matter whose low-energy physics is described as the deconfined phase of an emergent gauge theory. With recent theory proposals and an experiment showing preliminary signs of $\mathbb{Z}_2$ topological order [G. Semeghini et al., Science 374, 1242 (2021)], Rydberg atom arrays have emerged as a promising platform to realize a quantum spin liquid. In this work, we propose a way to realize a $U(1)$ quantum spin liquid in three spatial dimensions, described by the deconfined phase of $U(1)$ gauge theory in a pyrochlore lattice Rydberg atom array. We study the ground state phase diagram of the proposed Rydberg system as a function of experimentally relevant parameters. Within our calculation, we find that by tuning the Rabi frequency, one can access both the confinement-deconfinement transition driven by a proliferation of "magnetic" monopoles and the Higgs transition driven by a proliferation of "electric" charges of the emergent gauge theory. We suggest experimental probes for distinguishing the deconfined phase from ordered phases. This work serves as a proposal to access a confinement-deconfinement transition in three spatial dimensions on a Rydberg-based quantum simulator.
• Abstract（参考訳）: 量子スピン液体(Quantum spin liquids)は、低エネルギー物理学を創発ゲージ理論の分解相として記述した物質のエキゾチック相である。 最近の理論の提案と、$\mathbb{Z}_2$トポロジカルオーダー [G. Semeghini et al , Science 374, 1242 (2021)] の事前の兆候を示す実験により、リドバーグ原子配列は量子スピン液体を実現するための有望なプラットフォームとして現れた。 本研究では, ピロクロア格子Rydberg 原子配列において, 3次元の量子スピン液体を$U(1)$ゲージ理論の分解相で表す方法を提案する。 本稿では,実験パラメータの関数として提案したRydberg系の基底状態位相図について検討する。 我々の計算では、Rabi周波数をチューニングすることにより、磁化モノポールの拡散によって引き起こされる閉じ込め分解遷移と、創発ゲージ理論の「電化」電荷の拡散によって引き起こされるヒッグス遷移の両方にアクセスできる。 本稿では,分解相と秩序相を区別するための実験的プローブを提案する。 この研究は、Rydbergベースの量子シミュレータ上で3次元の閉じ込め分解遷移にアクセスするための提案として機能する。

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