論文の概要: Programmable order by disorder effect and underlying phases through dipolar quantum simulators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.00849v3
- Date: Fri, 21 Jun 2024 07:40:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-24 20:27:44.264575
- Title: Programmable order by disorder effect and underlying phases through dipolar quantum simulators
- Title（参考訳）: 双極子量子シミュレータによる障害効果と基礎相によるプログラム可能な順序
- Authors: Huan-Kuang Wu, Takafumi Suzuki, Naoki Kawashima, Wei-Lin Tu,
- Abstract要約: 双極子-双極子相互作用を持つ分子からなる2つの異なる量子シミュレータについて検討した。
最初の結果は、$S=1/2$系の障害効果による量子位数に関する知識を提供する。
次に、量子シミュレータで実現可能な傾き極角の双極子ボソニックモデルについて検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0874967598360817
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this work, we study two different quantum simulators composed of molecules with dipole-dipole interaction through various theoretical and numerical tools. Our first result provides knowledge upon the quantum order by disorder effect of the $S=1/2$ system, which is programmable in a quantum simulator composed of circular Rydberg atoms in the triangular optical lattice with a controllable diagonal anisotropy. When the numbers of up spins and down spins are equal, a set of sub-extensive degenerate ground states is present in the classical limit, composed of continuous strings whose configuration enjoys a large degree of freedom. Adopting the the real space perturbation theory, our calculation demonstrates a lifting of the degeneracy, favoring the stripe configuration. When $J$ becomes larger, we adopt the infinite projected entangled-pair state~(iPEPS) and numerically check the effect of degeneracy lifting. The iPEPS results show that even when the spin exchange coupling is strong the stripe pattern is still favored. Next, we study the dipolar bosonic model with tilted polar angle which can be realized through a quantum simulator composed of cold atomic gas with dipole-dipole interaction in an optical lattice. By placing the atoms in a triangular lattice and tilting the polar angle, the diagonal anisotropy can also be realized in the bosonic system. With our cluster mean-field theory calculation, we provide various phase diagrams with different tilted angles, showing the abundant underlying phases including the supersolid. Our proposal indicates realizable scenarios through quantum simulators in studying the quantum effect as well as extraordinary phases. We believe that our results indicated here can also become a good benchmark for the two-dimensional quantum simulators.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, 双極子-双極子相互作用を持つ分子からなる2種類の量子シミュレータについて, 理論的および数値的手法を用いて検討した。
最初の結果は、制御可能な対角異方性を持つ三角光学格子内の円状リドバーグ原子からなる量子シミュレータでプログラムできる$S=1/2$系の障害効果による量子秩序に関する知識を提供する。
上向きスピンと下向きスピンの数が等しいとき、一組の亜指数退化基底状態が古典的極限に存在し、構成が大きな自由度を持つ連続弦からなる。
実空間摂動理論を応用して、この計算により縮退の解除が示され、ストライプ構成が好まれる。
J$が大きくなると、無限に投影された絡み合った状態~(iPEPS)を採用し、退化性持ち上げの効果を数値的に検証する。
iPEPSの結果, スピン交換結合が強い場合でも, ストライプパターンが好まれることがわかった。
次に,光格子内における双極子-双極子相互作用を持つコールド原子ガスからなる量子シミュレータを用いて,傾斜極角の双極子ボソニックモデルについて検討する。
原子を三角形格子に配置し、極角を傾けることで、ボゾン系でも対角異方性を実現することができる。
クラスター平均場理論の計算により、傾斜角度の異なる様々な位相図が提供され、スーパーソリッドを含む多くの基礎的な位相が示される。
本提案では,量子効果と異常位相の研究において,量子シミュレータによる実現可能なシナリオを提案する。
この結果が,二次元量子シミュレーターの優れたベンチマークとなる可能性が示唆された。
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