論文の概要: Quantum simulation of Hofstadter butterfly with synthetic gauge fields on two-dimensional superconducting-qubit lattices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.11245v1
• Date: Tue, 20 Jun 2023 02:56:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-21 15:49:27.690853
• Title: Quantum simulation of Hofstadter butterfly with synthetic gauge fields on two-dimensional superconducting-qubit lattices
• Title（参考訳）: 2次元超伝導量子格子上の合成ゲージ場を有するホフシュタッター蝶の量子シミュレーション
• Authors: Wei Feng, Dexi Shao, Guo-Qiang Zhang, Qi-Ping Su, Jun-Xiang Zhang, Chui-Ping Yang
• Abstract要約: 超伝導回路の合成ゲージ場を用いたホフスタッター蝶のシミュレーションを行った。 提案手法は,最新の2次元超伝導量子ビット格子上でのホフスタッターバタフライを実現するための有望な方法である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.944506098287204
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Motivated by recent realizations of two-dimensional (2D) superconducting-qubit lattices, we propose a protocol to simulate Hofstadter butterfly with synthetic gauge fields in superconducting circuits. Based on the existing 2D superconducting-qubit lattices, we construct a generalized Hofstadter model on zigzag lattices, which has a fractal energy spectrum similar to the original Hofstadter butterfly. By periodically modulating the resonant frequencies of qubits, we engineer a synthetic gauge field to mimic the generalized Hofstadter Hamiltonian. A spectroscopic method is used to demonstrate the Hofstadter butterfly from the time evolutions of experimental observables. We numerically simulate the dynamics of the system with realistic parameters, and the results show a butterfly spectrum clearly. Our proposal provides a promising way to realize the Hofstadter butterfly on the latest 2D superconducting-qubit lattices and will stimulate the quantum simulation of novel properties induced by magnetic fields in superconducting circuits.
• Abstract（参考訳）: 2次元超伝導量子ビット格子の最近の実現により、超伝導回路における合成ゲージ場を持つホフスタッター蝶を模擬するプロトコルを提案する。 既存の2次元超伝導量子格子に基づいて、オリジナルのホフシュタッター蝶に似たフラクタルエネルギースペクトルを持つジグザグ格子上の一般化ホフシュタッターモデルを構築する。 キュービットの共振周波数を周期的に変調することにより、一般化されたホフシュタッター・ハミルトニアンを模倣する合成ゲージ場を設計する。 分光学的手法は、ホーフシュタッター・バタフライを実験観測器の時間的進化から示すために用いられる。 本研究では,システムの動特性を現実的なパラメータで数値シミュレーションし,バタフライスペクトルを明らかにした。 提案手法は,2次元超伝導量子ビット格子上でのホフスタッターバタフライの実現と,超伝導回路における磁場による新しい特性の量子シミュレーションを促進させる。

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