論文の概要: Non-equilibrium critical scaling and universality in a quantum simulator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.10856v1
• Date: Tue, 19 Sep 2023 18:04:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-21 18:16:14.721307
• Title: Non-equilibrium critical scaling and universality in a quantum simulator
• Title（参考訳）: 量子シミュレータにおける非平衡臨界スケーリングと普遍性
• Authors: A. De, P. Cook, K. Collins, W. Morong, D. Paz, P. Titum, G. Pagano, A. V. Gorshkov, M. Maghrebi, C. Monroe
• Abstract要約: 普遍性とスケーリングの法則は平衡相転移と臨界現象の指標である。 本研究では, 時間変動の振幅と時間スケールが, 共通臨界指数の異なるシステムサイズにスケールしていることを示す。 本結果は,量子シミュレータが平衡パラダイムを超えて普遍的なスケーリングを探索できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Universality and scaling laws are hallmarks of equilibrium phase transitions and critical phenomena. However, extending these concepts to non-equilibrium systems is an outstanding challenge. Despite recent progress in the study of dynamical phases, the universality classes and scaling laws for non-equilibrium phenomena are far less understood than those in equilibrium. In this work, using a trapped-ion quantum simulator with single-ion resolution, we investigate the non-equilibrium nature of critical fluctuations following a quantum quench to the critical point. We probe the scaling of spin fluctuations after a series of quenches to the critical Hamiltonian of a long-range Ising model. With systems of up to 50 spins, we show that the amplitude and timescale of the post-quench fluctuations scale with system size with distinct universal critical exponents. While a generic quench can lead to thermal critical behaviour, we find that a second quench from one critical state to another (i.e. a double quench) results in critical behaviour that does not have an equilibrium counterpart. Our results demonstrate the ability of quantum simulators to explore universal scaling beyond the equilibrium paradigm.
• Abstract（参考訳）: 普遍性とスケーリング則は平衡相転移と臨界現象の指標である。 しかし、これらの概念を非平衡系に拡張することは顕著な課題である。 動的位相の研究の最近の進展にもかかわらず、非平衡現象の普遍性クラスとスケーリング則は平衡状態のものとははるかに理解されていない。 本研究では,単一イオン分解能の閉じ込め型量子シミュレータを用いて,臨界点に量子クエンチを追従する臨界揺らぎの非平衡性について検討する。 我々は、一連のクエンチ後のスピンゆらぎのスケーリングを長距離イジングモデルの臨界ハミルトニアンに調査する。 最大50スピンの系では, クエンチ後変動の振幅と時間スケールが, 普遍臨界指数の異なる系の大きさでスケールすることを示した。 一般的なクエンチは熱的臨界挙動を引き起こす可能性があるが、ある臨界状態から別の臨界状態(すなわち二重クエンチ)への第2のクエンチは、平衡状態を持たない臨界挙動をもたらす。 以上より,量子シミュレータが均衡パラダイムを超えて普遍的スケーリングを探索する能力を示す。

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