論文の概要: Controlling discrete time crystals via single-site operations in zero-field diamond quantum simulators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.07400v1
- Date: Tue, 10 Dec 2024 10:45:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-11 14:35:52.093627
- Title: Controlling discrete time crystals via single-site operations in zero-field diamond quantum simulators
- Title（参考訳）: ゼロフィールドダイヤモンド量子シミュレータにおける単一サイト操作による離散時間結晶の制御
- Authors: Naoya Egawa, Kaoru Mizuta, Joji Nasu,
- Abstract要約: 離散時間結晶(DTC)は、離散時間変換対称性を自発的に破壊する物質の新しい非平衡相として出現している。
システム全体における特定の単一サイト制御の設計を通じて、複数のDTCプロトコルを提案する。
本研究は, 単サイト操作により, 周期性と寿命の異なる複数の特徴を持つDTCへのアクセスが可能であることが示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Discrete time crystals (DTCs) have emerged as novel nonequilibrium phases of matter that spontaneously break discrete time-translation symmetry in periodically driven systems. Rigorous experimental validation of DTCs, which requires highly controllable quantum simulators, has stimulated extensive research across diverse fields in condensed matter physics and quantum information technologies. Among these advances, DTCs were demonstrated in a hybrid spin register within diamond, comprising a processor spin and surrounding memory spins. However, in conventional strategies involving a bias magnetic field, the field application effectively restricts the controllability of the processor spin. This limitation can be a significant barrier to the next goal of DTCs: achieving multifunctionality through enhanced local controllability. In this study, we theoretically propose multiple DTC protocols through the design of specific single-site control within the entire system. To this end, we consider a concrete model of a diamond-based quantum simulator operating without a bias magnetic field, thereby eliminating the restrictions on the processor spin. Our findings demonstrate that single-site operations enable access to DTCs with multiple distinct features in terms of periodicity and lifetime. Therefore, this approach provides a promising platform for creating diverse DTCs induced by single-site operations.
- Abstract（参考訳）: 離散時間結晶(DTC)は、周期的に駆動される系の離散時間変換対称性を自発的に破壊する物質の新しい非平衡相として出現している。
高度に制御可能な量子シミュレータを必要とするDTCの厳密な実験的検証は、凝縮物質物理学や量子情報技術における様々な分野にわたる広範な研究を刺激している。
これらの進歩の中で、DTCは半導体スピンと周囲のメモリスピンからなるダイヤモンド内のハイブリッドスピンレジスタで実証された。
しかし、従来のバイアス磁場を含む戦略では、磁場印加はプロセッサスピンの制御性を効果的に制限する。
この制限はDTCの次の目標である局所制御性の向上による多機能性の実現にとって大きな障壁となる可能性がある。
本研究では,システム全体における特定の単一サイト制御の設計を通じて,理論的に複数のDTCプロトコルを提案する。
この目的のために、バイアス磁場を伴わないダイヤモンドベースの量子シミュレータの具体的なモデルを考えることにより、プロセッサスピンの制限を解消する。
本研究は, 単サイト操作により, 周期性と寿命の異なる複数の特徴を持つDTCへのアクセスが可能であることが示唆された。
したがって、このアプローチは単一サイト操作によって誘導される多様なDTCを作成するための有望なプラットフォームを提供する。
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