論文の概要: Quantum Supercriticality in the Ising Model and Rydberg Atom Array
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.05455v1
- Date: Sun, 7 Jul 2024 17:52:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-09 19:38:04.484076
- Title: Quantum Supercriticality in the Ising Model and Rydberg Atom Array
- Title（参考訳）: イジングモデルとライドバーグ原子配列における量子超臨界
- Authors: Junsen Wang, Enze Lv, Xinyang Li, Yuliang Jin, Wei Li,
- Abstract要約: 普遍的なスケーリングの挙動を特徴とする超臨界性は、古典的な液体ガス臨界点に接近する興味深い現象として現れる。
本研究では,この重要な概念を量子臨界点(QCP)近傍の量子多体系に拡張する。
超臨界で流体のような量子状態は、強く揺らぎ、非常に絡み合っている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.9659182523095047
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Supercriticality, featured with universal scaling behaviors, emerges as an intriguing phenomenon proximate to the classical liquid-gas critical point. In this study, we extend this significant concept to quantum many-body systems near the quantum critical point (QCP), employing tensor network calculations and scaling analyses of the Ising model and Rydberg atom array. The supercritical, fluid-like, quantum states are found to be strongly fluctuating and highly entangled, as characterized by the universal scalings in susceptibility $\chi_z \sim (h_x-h_x^c)^{-\gamma}$, correlation length $\xi \sim (h_x-h_x^c)^{-\nu}$, fidelity susceptibility $\chi_F \sim (h_x - h_x^c)^{d\nu - 2}$, and entanglement entropy $S_{\rm E} \sim \ln{(h_x - h_x^c)}$. Here, $\gamma$ and $\nu$ represent critical exponents, $d$ is the dimension of the system, and $h_x^c$ is the critical transverse field of the Ising QCP. The universal scaling behaviors are revealed in the regime enclosed by two quantum supercritical crossover lines in the longitudinal-transverse field ($h_z$-$h_x$) plane, $|h_z| \propto (h_x - h_x^c)^{\beta + \gamma}$ relating to critical exponents $\beta$ and $\gamma$, where the response functions, measures of entanglement, and fidelity susceptibility reach their maxima. We propose that Rydberg atom arrays and quantum Ising magnets provide available platforms for exploring emergent supercritical phenomena and identifying the universal scalings. The present work establishes a foundation for exploring quantum supercriticality in magnetic systems and through quantum simulations.
- Abstract（参考訳）: 普遍的なスケーリングの挙動を特徴とする超臨界性は、古典的な液体ガス臨界点に接近する興味深い現象として現れる。
本研究では,この重要な概念を量子臨界点(QCP)近傍の量子多体系に拡張し,テンソルネットワーク計算とIsingモデルとRydberg原子配列のスケーリング解析を行った。
超臨界で流体的な量子状態は、強いゆらぎと強く絡み合っていることが示され、その性質は、サセプティビリティの普遍的なスケーリングによって特徴づけられる: $\chi_z \sim (h_x-h_x^c)^{-\gamma}$, correlation length $\xi \sim (h_x-h_x^c)^{-\nu}$, fidelity susceptibility $\chi_F \sim (h_x -h_x^c)^{d\nu - 2}$, and entanglement entropy $S_{\rm E} \sim \ln{(h_x -h_x^c)}$。
ここで、$\gamma$ と $\nu$ は臨界指数を表し、$d$ は系の次元であり、$h_x^c$ はイジング QCP の臨界逆体である。
普遍的スケーリングの挙動は、2つの超臨界交叉線(h_z$-$h_x$)平面、$|h_z| \propto (h_x - h_x^c)^{\beta + \gamma}$ で囲まれた体制で明らかにされる。
Rydberg原子配列と量子イジング磁石は、創発的な超臨界現象を探索し、普遍的なスケーリングを特定するための利用可能なプラットフォームを提供する。
本研究は、磁気システムおよび量子シミュレーションによる量子超臨界の探索の基礎を確立する。
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