論文の概要: Probing spin hydrodynamics on a superconducting quantum simulator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.06565v1
• Date: Tue, 10 Oct 2023 12:25:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-11 15:38:34.941899
• Title: Probing spin hydrodynamics on a superconducting quantum simulator
• Title（参考訳）: 超伝導量子シミュレータ上のスピン流体力学の研究
• Authors: Yun-Hao Shi, Zheng-Hang Sun, Yong-Yi Wang, Zheng-An Wang, Yu-Ran Zhang, Wei-Guo Ma, Hao-Tian Liu, Kui Zhao, Jia-Cheng Song, Gui-Han Liang, Zheng-Yang Mei, Jia-Chi Zhang, Hao Li, Chi-Tong Chen, Xiaohui Song, Jieci Wang, Guangming Xue, Haifeng Yu, Kaixuan Huang, Zhongcheng Xiang, Kai Xu, Dongning Zheng, and Heng Fan
• Abstract要約: 我々は、Haar-random状態の効率的に準備できるアナログ量子回路を実験的に実現した。 はしご型量子シミュレータのユニタリ進化過程における拡散スピン輸送の観察を行った。 我々の研究は、アナログ量子シミュレータ上で無限温度のスピン輸送を探索するスケーラブルな方法を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.631487427047873
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Characterizing the nature of hydrodynamical transport properties in quantum dynamics provides valuable insights into the fundamental understanding of exotic non-equilibrium phases of matter. Simulating infinite-temperature transport on large-scale complex quantum systems remains an outstanding challenge. Here, using a controllable and coherent superconducting quantum simulator, we experimentally realize the analog quantum circuit, which can efficiently prepare the Haar-random states, and probe spin transport at infinite temperature. We observe diffusive spin transport during the unitary evolution of the ladder-type quantum simulator with ergodic dynamics. Moreover, we explore the transport properties of the systems subjected to strong disorder or a titled potential, revealing signatures of anomalous subdiffusion in accompany with the breakdown of thermalization. Our work demonstrates a scalable method of probing infinite-temperature spin transport on analog quantum simulators, which paves the way to study other intriguing out-of-equilibrium phenomena from the perspective of transport.
• Abstract（参考訳）: 量子力学における流体輸送の性質を特徴付けることは、物質のエキゾチックな非平衡相の基本的な理解に対する貴重な洞察を与える。 大規模複素量子システムにおける無限温度輸送のシミュレーションは、いまだに優れた課題である。 ここでは、制御可能でコヒーレントな超伝導量子シミュレータを用いて、ハール乱数状態の効率的に作成できるアナログ量子回路を実験的に実現し、無限温度でのスピン輸送をプローブする。 エルゴード力学を用いたはしご型量子シミュレータのユニタリ進化における拡散スピン輸送の観察を行った。 さらに, 熱処理の破壊に伴う異常なサブ拡散の兆候を明らかにするとともに, 強い障害やタイトル電位を受けるシステムの輸送特性について検討した。 我々の研究は、アナログ量子シミュレーター上で無限温度のスピン輸送を探索するスケーラブルな方法を示し、輸送の観点から他の興味深い非平衡現象を研究する方法を示している。

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