論文の概要: Quantum coarsening and collective dynamics on a programmable quantum simulator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.03249v2
- Date: Mon, 28 Oct 2024 20:40:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-30 13:36:16.238730
- Title: Quantum coarsening and collective dynamics on a programmable quantum simulator
- Title（参考訳）: プログラマブル量子シミュレータにおける量子粗大化と集団ダイナミクス
- Authors: Tom Manovitz, Sophie H. Li, Sepehr Ebadi, Rhine Samajdar, Alexandra A. Geim, Simon J. Evered, Dolev Bluvstein, Hengyun Zhou, Nazli Ugur Koyluoglu, Johannes Feldmeier, Pavel E. Dolgirev, Nishad Maskara, Marcin Kalinowski, Subir Sachdev, David A. Huse, Markus Greiner, Vladan Vuletić, Mikhail D. Lukin,
- Abstract要約: 我々は、(2+1)Dイジング量子相転移における集合力学を実験的に研究した。
順序づけられた領域の進化を決定的に準備し、追従することにより、粗い領域は領域境界の曲率によって駆動されることを示す。
我々はこれらの現象を定量的に探索し、さらに振幅(ヒッグスモード)に対応する秩序パラメータの長寿命振動を観測する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 27.84599956781646
- License:
- Abstract: Understanding the collective quantum dynamics of nonequilibrium many-body systems is an outstanding challenge in quantum science. In particular, dynamics driven by quantum fluctuations are important for the formation of exotic quantum phases of matter, fundamental high-energy processes, quantum metrology, and quantum algorithms. Here, we use a programmable quantum simulator based on Rydberg atom arrays to experimentally study collective dynamics across a (2+1)D Ising quantum phase transition. After crossing the quantum critical point, we observe a gradual growth of correlations through coarsening of antiferromagnetically ordered domains. By deterministically preparing and following the evolution of ordered domains, we show that the coarsening is driven by the curvature of domain boundaries, and find that the dynamics accelerate with proximity to the quantum critical point. We quantitatively explore these phenomena and further observe long-lived oscillations of the order parameter, corresponding to an amplitude (Higgs) mode. These observations offer a unique viewpoint into emergent collective dynamics in strongly correlated quantum systems and nonequilibrium quantum processes.
- Abstract（参考訳）: 非平衡多体系の集合量子力学を理解することは、量子科学において顕著な課題である。
特に、量子ゆらぎによって駆動される力学は、物質の異方性量子相、基本的な高エネルギー過程、量子力学、量子アルゴリズムの形成に重要である。
ここでは、Rydberg原子配列に基づくプログラマブル量子シミュレータを用いて、(2+1)Dイジング量子相転移の集団力学を実験的に研究する。
量子臨界点を越えた後、反強磁性秩序領域の粗化による相関の段階的な成長を観察する。
順序付き領域の進化を決定的に準備・追従することにより、粗い領域は領域境界の曲率によって駆動され、量子臨界点に近接して力学が加速されることが分かる。
我々はこれらの現象を定量的に探索し、さらに振幅(ヒッグスモード)に対応する秩序パラメータの長寿命振動を観測する。
これらの観測は、強い相関量子系と非平衡量子過程における創発的集団力学にユニークな視点を与える。
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