論文の概要: Experimental demonstration of spontaneous symmetry breaking with emergent multi-qubit entanglement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.12567v1
- Date: Wed, 17 Jul 2024 13:50:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-18 17:07:03.123378
- Title: Experimental demonstration of spontaneous symmetry breaking with emergent multi-qubit entanglement
- Title（参考訳）: 創発的多ビット絡み合いによる自然対称性の破れの実験的研究
- Authors: Ri-Hua Zheng, Wen Ning, Jia-Hao Lü, Xue-Jia Yu, Fang Wu, Cheng-Lin Deng, Zhen-Biao Yang, Kai Xu, Dongning Zheng, Heng Fan, Shi-Biao Zheng,
- Abstract要約: 自発的対称性破壊(SSB)は相転移の発生に不可欠である。
SSBは2つの縮退対称性を破る固有状態によって形成される多ビット猫状態の出現によって発現することを示す。
観測された非古典的特徴は従来のSSBの記述を超え、量子多体系の相転移に新しい光を放つ。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.791982177923412
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Spontaneous symmetry breaking (SSB) is crucial to the occurrence of phase transitions. Once a phase transition occurs, a quantum system presents degenerate eigenstates that lack the symmetry of the Hamiltonian. After crossing the critical point, the system is essentially evolved to a quantum superposition of these eigenstates until decoherence sets in. Demonstrations of SSB with quantum-mechanical characters have been observed in superradiant phase transitions with a single qubit coupled to a single photonic mode. We here propose and demonstrate SSB in the quantum phase transition of a multi-qubit system, governed by the competition between individual drivings and intra-qubit interactions. The quantum-mechanical SSB is manifested by the emergence of a multi-qubit cat state, formed by two degenerate symmetry-breaking eigenstates. We synthesize the theoretical model in a circuit quantum electrodynamics system, where 6 Xmon qubits are coupled in an all-to-all manner through virtual photon exchange mediated by a resonator. The observed nonclassical features go beyond the conventional description of SSB, shedding new light on phase transitions for quantum many-body systems.
- Abstract（参考訳）: 自発的対称性破壊(SSB)は相転移の発生に不可欠である。
相転移が起こると、量子系はハミルトニアンの対称性を欠いた退化固有状態を示す。
臨界点を越えた後、系は本質的にこれらの固有状態の量子重ね合わせに発展し、デコヒーレンスをセットする。
SSBと量子メカニカルキャラクタの実証は、単一量子ビットを単一フォトニックモードに結合した超ラジカル相転移において観測されている。
本稿では,複数量子ビット系の量子相転移において,個々の駆動と量子内相互作用の競合によって制御されるSSBを提案する。
量子力学SSBは、2つの縮退対称性を破る固有状態によって形成される多ビットの猫状態の出現によって現れる。
回路量子力学系において,6つのXmon量子ビットが共振器を介する仮想光子交換により全対一に結合される理論モデルを合成する。
観測された非古典的特徴は従来のSSBの記述を超え、量子多体系の相転移に新しい光を放つ。
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