論文の概要: Programmable XY-type couplings through parallel spin-dependent forces on the same trapped ion motional modes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.04922v2
- Date: Wed, 22 May 2024 17:17:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-26 21:12:42.601943
- Title: Programmable XY-type couplings through parallel spin-dependent forces on the same trapped ion motional modes
- Title（参考訳）: 同じ捕獲されたイオン運動モードにおける平行スピン依存力によるプログラム可能なXY型カップリング
- Authors: Nikhil Kotibhaskar, Chung-You Shih, Sainath Motlakunta, Anthony Vogliano, Lewis Hahn, Yu-Ting Chen, Rajibul Islam,
- Abstract要約: 閉じ込められたイオンスピン上のハミルトン人は、$J_ijx$と$J_ijy$を独立に制御する。
本手法の有効性を解析的に算出し,171rmYb+;$ ion を用いて数値的および実験的検証を行う。
我々のアプローチは、既存の捕捉されたイオン量子シミュレーターの能力を拡張して、超流動性やスピン液体のようなエキゾチックな量子相の探索に関係した多くのスピンハミルトニアンにアクセスする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.139378664185237
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: We propose and experimentally demonstrate an analog scheme for generating XY-type ($J_{ij}^x \sigma_x^i \sigma_x^j \;$ + $J_{ij}^y \sigma_y^i \sigma_y^j \;$) Hamiltonians on trapped ion spins with independent control over the $J_{ij}^x$ and $J_{ij}^y$ terms. The Ising-type interactions $\sigma_x^i \sigma_x^j \;$ and $\sigma_y^i \sigma_y^j \;$ are simultaneously generated by employing two spin-dependent forces operating in parallel on the same set of normal modes. We analytically calculate the region of validity of this scheme, and provide numerical and experimental validation with $^{171}\rm{Yb}^+\;$ ions. This scheme inherits the programmability and scalability of the Ising-type interactions with trapped ions that have been explored in numerous quantum simulation experiments. Our approach extends the capabilities of existing trapped ion quantum simulators to access a large class of spin Hamiltonians relevant for exploring exotic quantum phases such as superfluidity and spin liquids.
- Abstract（参考訳）: 我々は、XY型(J_{ij}^x \sigma_x^i \sigma_x^j \;$ + $J_{ij}^y \sigma_y^i \sigma_y^j \;$)ハミルトニアンが、$J_{ij}^x$と$J_{ij}^y$を独立に制御する捕捉イオンスピン上の類似スキームを提案し、実験的に示す。
イジング型相互作用 $\sigma_x^i \sigma_x^j \;$ と $\sigma_y^i \sigma_y^j \;$ は、同じ正規モードの集合上で平行に動く2つのスピン依存力を用いて同時に生成される。
本手法の有効性を解析的に算出し,$^{171}\rm{Yb}^+\;$ ion を用いて数値的および実験的検証を行う。
このスキームは、多くの量子シミュレーション実験で研究されているトラップイオンとイジング型相互作用のプログラム可能性とスケーラビリティを継承する。
我々のアプローチは、既存の捕捉されたイオン量子シミュレーターの能力を拡張して、超流動性やスピン液体のようなエキゾチックな量子相の探索に関係した多くのスピンハミルトニアンにアクセスする。
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