論文の概要: Observing Topological Insulator Phases with a Programmable Quantum Simulator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.10362v1
• Date: Thu, 18 Jan 2024 20:10:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-22 17:44:44.181343
• Title: Observing Topological Insulator Phases with a Programmable Quantum Simulator
• Title（参考訳）: プログラマブル量子シミュレータによるトポロジカル絶縁体相の観測
• Authors: Or Katz, Lei Feng, Diego Porras, Christopher Monroe
• Abstract要約: トポロジカル絶縁体は、対称性によって保護されたエッジ状態の出現のような魅力的な特性を示す。 我々は、最大2,200ドルのスピンを持つ1次元イオン結晶において、長距離相互作用するスピン系を持つ修正SSHモデルを実験的に実装した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.118772741438762
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Topological insulators exhibit fascinating properties such as the appearance of edge states protected by symmetries. The Su-Schrieffer-Heeger (SSH) model is a canonical description of a one-dimensional quantum topological insulator. We experimentally implement a modified SSH model with long-range interacting spin systems in one-dimensional trapped ion crystals of up to $22$ spins. An array of tightly focused laser beams generates site-specific Floquet fields that control the bond dimerization of the spins, which when subject to reflection symmetry, exhibit signatures of topologically-protected edge states. We study the evolution of highly excited configurations with various ranges of the spin-spin interaction, revealing the nontrivial role of many-body fermionic-interaction terms on the resulting dynamics. These results allow direct quantum simulations of topological quantum degrees of freedom expected in exotic materials, but here with high control of individual spins and their interaction range.
• Abstract（参考訳）: 位相絶縁体は対称性によって保護される端状態の出現のような興味深い性質を示す。 Su-Schrieffer-Heeger(SSH)モデルは1次元量子トポロジカル絶縁体の標準記述である。 2ドルのスピンを持つ1次元閉じ込めイオン結晶において、長距離相互作用スピン系を持つ修正sshモデルを実験的に実装した。 密集されたレーザービームの配列は、スピンの結合二量化を制御するサイト固有のフロケ場を生成し、反射対称性の下で位相的に保護されたエッジ状態のシグネチャを示す。 スピンスピン相互作用の様々な範囲の高励起配置の進化を研究し、結果として生じるダイナミクスに対する多体フェルミオン相互作用項の非自明な役割を明らかにした。 これらの結果は、エキゾチックな物質で期待されるトポロジカル量子自由度の直接量子シミュレーションを可能にするが、ここでは個々のスピンとその相互作用範囲を高制御する。

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