論文の概要: Emergent disorder and sub-ballistic dynamics in quantum simulations of the Ising model using Rydberg atom arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.13643v1
- Date: Wed, 20 Nov 2024 19:00:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-22 15:17:52.046682
- Title: Emergent disorder and sub-ballistic dynamics in quantum simulations of the Ising model using Rydberg atom arrays
- Title（参考訳）: ライドバーグ原子アレイを用いたイジングモデルの量子シミュレーションにおける創発障害と準弾道力学
- Authors: Ceren B. Dag, Hanzhen Ma, P. Myles Eugenio, Fang Fang, Susanne F. Yelin,
- Abstract要約: Van der Waals相互作用を持つRydberg原子配列は、局所連結横フィールドイジングモデル(TFIM)をシミュレートするための制御可能な経路を提供する
我々は、TFIMの平衡から遠く離れた物理学を実験的に研究し、理論的な予測から重要な偏差を明らかにする。
TFIM限界におけるRydberg原子配列の多体ダイナミクスにおける原子運動の重要な役割を明らかにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6982404417199617
- License:
- Abstract: Rydberg atom arrays with Van der Waals interactions provide a controllable path to simulate the locally connected transverse-field Ising model (TFIM), a prototypical model in statistical mechanics. Remotely operating the publicly accessible Aquila Rydberg atom array, we experimentally investigate the physics of TFIM far from equilibrium and uncover significant deviations from the theoretical predictions. Rather than the expected ballistic spread of correlations, the Rydberg simulator exhibits a sub-ballistic spread, along with a logarithmic scaling of entanglement entropy in time - all while the system mostly retains its initial magnetization. By modeling the atom motion in tweezer traps, we trace these effects to an emergent natural disorder in Rydberg atom arrays, which we characterize with a minimal random spin model. We further experimentally explore the different dynamical regimes hosted in the system by varying the lattice spacing and the Rabi frequency. Our findings highlight the crucial role of atom motion in the many-body dynamics of Rydberg atom arrays at the TFIM limit, and propose simple benchmark measurements to test for its presence in future experiments.
- Abstract（参考訳）: ファンデルワールス相互作用を持つリドバーグ原子配列は、統計力学の原型モデルである局所連結横フィールドイジングモデル(TFIM)をシミュレートする制御可能な経路を提供する。
Aquila Rydberg原子アレイを遠隔操作し、TFIMの平衡から遠く離れた物理学を実験的に研究し、理論的な予測から重要な偏差を明らかにする。
レイドバーグシミュレーターは、予想される相関の弾道的な拡散よりも、時間内に絡み合うエントロピーの対数的スケーリングとともに、サブ弾道的な広がりを示す。
ツイーザートラップの原子運動をモデル化することにより、これらの効果を、最小のランダムスピンモデルで特徴づけるライドバーグ原子配列の創発的な自然障害に追跡する。
さらに、格子間隔とラビ周波数を変化させることで、システムにホストされる様々な力学系を実験的に探索する。
TFIM限界におけるRydberg原子配列の多体動力学における原子運動の重要な役割を明らかにするとともに、将来の実験でその存在をテストするための簡易なベンチマーク測定を提案する。
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