論文の概要: Time-reversal in a dipolar quantum many-body spin system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.13873v1
- Date: Wed, 21 Feb 2024 15:33:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-22 14:55:16.890416
- Title: Time-reversal in a dipolar quantum many-body spin system
- Title（参考訳）: 双極子量子多体スピン系における時間反転
- Authors: Sebastian Geier, Adrian Braemer, Eduard Braun, Maximilian
M\"ullenbach, Titus Franz, Martin G\"arttner, Gerhard Z\"urn, Matthias
Weidem\"uller
- Abstract要約: マクロシステムにおける時間反転は日々の経験と矛盾している。
我々は、原子ガス中のリドバーグ状態に代表される双極子相互作用、孤立多体スピン系に時間反転プロトコルを実装した。
我々は磁化の緩和力学の逆転を、非磁化多体状態が磁化状態に逆向きに進化させることで示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Time reversal in a macroscopic system is contradicting daily experience. It
is practically impossible to restore a shattered cup to its original state by
just time reversing the microscopic dynamics that led to its breakage. Yet,
with the precise control capabilities provided by modern quantum technology,
the unitary evolution of a quantum system can be reversed in time. Here, we
implement a time-reversal protocol in a dipolar interacting, isolated many-body
spin system represented by Rydberg states in an atomic gas. By changing the
states encoding the spin, we flip the sign of the interaction Hamiltonian, and
demonstrate the reversal of the relaxation dynamics of the magnetization by
letting a demagnetized many-body state evolve back-in-time into a magnetized
state. We elucidate the role of atomic motion using the concept of a Loschmidt
echo. Finally, by combining the approach with Floquet engineering, we
demonstrate time reversal for a large family of spin models with different
symmetries. Our method of state transfer is applicable across a wide range of
quantum simulation platforms and has applications far beyond quantum many-body
physics, reaching from quantum-enhanced sensing to quantum information
scrambling.
- Abstract（参考訳）: マクロシステムにおける時間反転は日々の経験と矛盾する。
破砕したコップを元の状態に戻すのは、破砕に繋がった微視的なダイナミクスを逆転させるだけでは事実上不可能です。
しかし、現代の量子技術によって提供される正確な制御能力により、量子システムのユニタリ進化は時間とともに逆転することができる。
本稿では,原子ガス中のrydberg状態によって表される双極子相互作用を持つ孤立多体スピン系において,時間反転プロトコルを実装した。
スピンをコードする状態を変更することで、相互作用ハミルトニアンの符号を反転させ、消磁多体状態が磁化状態へと逆回転させることで磁化の緩和ダイナミクスの反転を示す。
我々はLoschmidtエコーの概念を用いて原子運動の役割を解明する。
最後に、Floquetエンジニアリングとアプローチを組み合わせることで、異なる対称性を持つスピンモデルの大きな族に対する時間反転を示す。
我々の状態伝達法は、幅広い量子シミュレーションプラットフォームに適用でき、量子多体物理学をはるかに超越し、量子強調センシングから量子情報スクランブルまで応用できる。
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