論文の概要: Observing dynamical localization on a trapped-ion qudit quantum processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.13141v1
• Date: Tue, 17 Dec 2024 18:07:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-18 13:57:17.651702
• Title: Observing dynamical localization on a trapped-ion qudit quantum processor
• Title（参考訳）: 捕捉イオン量子プロセッサにおける動的局在の観察
• Authors: Gonzalo Camacho, Claire L. Edmunds, Michael Meth, Martin Ringbauer, Benedikt Fauseweh,
• Abstract要約: 捕捉イオンキューディット量子プロセッサを用いて、障害のない$S=1$Floquetモデルを研究する。 非エルゴード力学をキュービット系を超えて観測できることを実証し,創発的な3T$サブハーモニック応答を実験的に観察した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: The advancements of quantum processors offer a promising new window to study exotic states of matter. One striking example is the possibility of non-ergodic behaviour in systems with a large number of local degrees of freedom. Here we use a trapped-ion qudit quantum processor to study a disorder-free $S=1$ Floquet model, which becomes prethermal by dynamic localization due to local spin interactions. We theoretically describe and experimentally observe an emergent $3T$ subharmonic response, demonstrating the ability to witness non-ergodic dynamics beyond qubit systems. Our numerical simulations reveal the role played by multipartite entanglement through the Quantum Fisher Information, showing how this quantity successfully reflects the transition between ergodic and localized regimes in a non-equilibrium context. These results pave the way for the study of ergodicity-breaking mechanisms in higher-dimensional quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 量子プロセッサの進歩は、物質のエキゾチックな状態を研究するための有望な新しい窓を提供する。 1つの顕著な例は、多くの局所的な自由度を持つシステムにおける非エルゴード的行動の可能性である。 ここでは、捕捉イオンキューディット量子プロセッサを用いて、乱れのない$S=1$Floquetモデルの研究を行い、局所スピン相互作用による動的局所化により前熱的になる。 理論上は3T$の超高調波応答を実験的に記述し、量子ビット系を超えた非エルゴード力学を目撃できることを実証する。 数値シミュレーションにより, エルゴディックと局所化レジームの非平衡状態における遷移を再現し, マルチパーティの絡み合いが果たす役割を明らかにした。 これらの結果は、高次元量子系におけるエルゴード性破壊機構の研究の道を開くものである。

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