論文の概要: Geometric Breaking of Quantum Strings in Kagome Rydberg Atom Array

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.21135v2
• Date: Sun, 23 Mar 2025 03:02:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-25 14:28:32.893519
• Title: Geometric Breaking of Quantum Strings in Kagome Rydberg Atom Array
• Title（参考訳）: Kagome Rydberg 原子配列における量子弦の幾何学的破壊
• Authors: Wei Xu, Xue-Feng Zhang,
• Abstract要約: 新たに開発された量子モンテカルロ法を用いて10倍のスケールの原子配列をシミュレートする。 新たに形成された2本の弦は、突然のエネルギー増加を伴う、突然の非相関である。 この研究は量子弦の理解に役立ち、高エネルギー物理学のシミュレーションにも光を当てる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.981753999818055
• License:
• Abstract: Leveraging the rapid development of quantum simulators, the intriguing phenomena of string breaking are observed across various quantum simulation platforms \cite{Rydberg_kagome,qbit_string_breaking}. However, the strings can only be broken by quenching the tension energy due to the system size limitation, such "tensile breaking" behaves quite the same as in one-dimension \cite{ion_string_breaking}. To discover the distinctive properties of quantum strings in two dimensions, we utilize a newly developed quantum Monte Carlo method to simulate a ten times larger scale (743-site) Kagome Rydberg atom array which can be described with U(1) lattice gauge theory. With designed edges, one end of the string can be easily grasped, allowing for clearly observing the dynamics of the dangling gauge charge at the open end. Then, we can drag each end in opposite directions perpendicular to the string. As the separation distance increases, asymptotic freedom-like behavior is detected. Eventually, the string breaks because the distance between both ends surpasses the string's length, so named "geometric breaking". Distinct from "tensile breaking," the two newly formed strings are suddenly uncorrelated, accompanied by a sudden energy increase. Lastly, we study multiple strings and successfully prepare a heart-like superposition state of broken and unbroken quantum strings with three gauge charges attached reminiscent of quarks and gluon. This work can benefit the comprehension of quantum strings and also shed light on the simulation of high-energy physics.
• Abstract（参考訳）: 量子シミュレータの急速な発展を生かして、様々な量子シミュレーションプラットフォーム \cite{Rydberg_kagome,qbit_string_breaking} で弦破れの興味深い現象が観測されている。 しかし、弦は、システムサイズ制限によって張力エネルギーを焼くことでのみ破ることができるので、そのような「引張破壊」は1次元の \cite{ion_string_breaking} と同様に振る舞う。 2次元の量子弦の特異性を発見するために、新しく開発された量子モンテカルロ法を用いて、U(1)格子ゲージ理論で記述できる10倍のスケール(743箇所)のカゴメ・リドバーグ原子配列をシミュレートする。 デザインされたエッジでは、弦の一方の端が容易に把握でき、開端でのダングリングゲージ電荷のダイナミクスをはっきりと観察することができる。 すると、各端を弦に垂直な反対方向にドラッグできる。 分離距離が大きくなると、漸近的自由様の挙動が検出される。 最終的に、両端間の距離が弦の長さを超えるため、弦は破断するので、「幾何学的破断」(geometric breaking)と呼ばれる。 引張破壊(tensile break)とは違い、新たに形成された2本の弦は突然のエネルギー増加と相関しない。 最後に、複数の弦について検討し、クォークやグルーオンを連想させる3つのゲージ電荷を持つ、壊れた、壊れていない量子弦のハート状の重ね合わせ状態の準備に成功した。 この研究は量子弦の理解に役立ち、高エネルギー物理学のシミュレーションにも光を当てる。

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