論文の概要: Realization of Two-dimensional Discrete Time Crystals with Anisotropic Heisenberg Coupling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.18036v1
- Date: Wed, 29 Jan 2025 22:51:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-31 15:14:48.903857
- Title: Realization of Two-dimensional Discrete Time Crystals with Anisotropic Heisenberg Coupling
- Title（参考訳）: 異方性ハイゼンベルク結合による二次元離散時間結晶の実現
- Authors: Eric D. Switzer, Niall Robertson, Nathan Keenan, Ángel Rodríguez, Andrea D'Urbano, Bibek Pokharel, Talat S. Rahman, Oles Shtanko, Sergiy Zhuk, Nicolás Lorente,
- Abstract要約: 離散時間結晶 (DTC) は、平衡から外れた系でのみ発生する物質相のパラダイム的な例である。
異方性ハイゼンベルク相互作用によって支配される二次元系におけるDTCの存在を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.42131793931438133
- License:
- Abstract: A discrete time crystal (DTC) is the paradigmatic example of a phase of matter that occurs exclusively in systems out of equilibrium. This phenomenon is characterized by the spontaneous symmetry breaking of discrete time-translation and provides a rich playground to study a fundamental question in statistical physics: what mechanism allows for driven quantum systems to exhibit emergent behavior that deviates from their counterparts with time-independent evolution? Unlike equilibrium phases, DTCs exhibit macroscopic manifestations of coherent quantum dynamics, challenging the conventional narrative that thermodynamic behavior universally erases quantum signatures. However, due to the difficulty of simulating these systems with either classical or quantum computers, previous studies have been limited to a set of models with Ising-like couplings -- and mostly only in one dimension -- thus precluding our understanding of the existence (or not) of DTCs in models with interactions that closely align with what occurs in nature. In this work, by combining the latest generation of IBM quantum processors with state-of-the-art tensor network methods, we are able to demonstrate the existence of a DTC in a two-dimensional system governed by anisotropic Heisenberg interactions. Our comprehensive analysis reveals a rich phase diagram encompassing spin-glass, ergodic, and time-crystalline phases, highlighting the tunability of these phases through multiple control parameters. Crucially, our results emphasize the interplay of initialization, interaction anisotropy, and driving protocols in stabilizing the DTC phase. By extending the study of Floquet matter beyond simplified models, we lay the groundwork for exploring how driven systems bridge the gap between quantum coherence and emergent non-equilibrium thermodynamics.
- Abstract（参考訳）: 離散時間結晶 (DTC) は、平衡から外れた系でのみ発生する物質相のパラダイム的な例である。
この現象は離散的時間変換の自発的対称性の破れを特徴とし、統計物理学の基本的な問題を研究するための豊富な遊び場を提供する。
平衡相とは異なり、DTCはコヒーレント量子力学のマクロ的な表現を示し、熱力学的挙動が量子シグネチャを普遍的に消去するという従来の物語に挑戦する。
しかしながら、これらのシステムを古典的または量子コンピュータでシミュレーションすることの難しさから、従来の研究はIsingのようなカップリングを持つモデル(主に1次元のみ)に限られていたため、自然界で何が起きているかと密接に一致した相互作用を持つモデルにおけるDTCの存在(あるいはそうでない)の理解を排除した。
本研究では、最新のIBM量子プロセッサと最先端テンソルネットワークの手法を組み合わせることで、異方性ハイゼンベルク相互作用によって支配される2次元システムにおけるDTCの存在を実証することができる。
包括的解析により,スピングラス,エルゴディック,時間結晶相を含む豊富な相図が示され,複数の制御パラメータを通してこれらの相のチューニング性を明らかにする。
本研究は, DTC相安定化における初期化, 相互作用異方性, 駆動プロトコルの相互作用を強調した。
単純化されたモデルを超えてフロケ物質の研究を拡張して、量子コヒーレンスと創発的非平衡熱力学の間のギャップをいかに埋めるかを探索する基礎となる。
関連論文リスト
- A dissipation-induced superradiant transition in a strontium cavity-QED system [0.0]
キャビティ量子電磁力学(QED)では、エミッタと共振器が結合し、量子光-物質相互作用の精密な研究を可能にする。
ここでは、超低温8,8$Sr原子のアンサンブルを用いて、CRFモデルで予測される連続超ラジカル相転移の観測を行う。
我々の観測は、量子状態を生成するために予測された駆動散逸系のより細かい制御への第一歩である。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-20T18:00:00Z) - Thermalization and Criticality on an Analog-Digital Quantum Simulator [133.58336306417294]
本稿では,69個の超伝導量子ビットからなる量子シミュレータについて述べる。
古典的Kosterlitz-Thouless相転移のシグネチャと,Kibble-Zurekスケール予測からの強い偏差を観測する。
本システムは, 対角二量体状態でディジタル的に調製し, 熱化時のエネルギーと渦の輸送を画像化する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-27T17:40:39Z) - Quantum Effects on the Synchronization Dynamics of the Kuramoto Model [62.997667081978825]
量子揺らぎは同期の出現を妨げるが、完全に抑制するわけではない。
モデルパラメータへの依存を強調して,臨界結合の解析式を導出する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-16T16:41:16Z) - Universality of critical dynamics with finite entanglement [68.8204255655161]
臨界近傍の量子系の低エネルギー力学が有限絡みによってどのように変化するかを研究する。
その結果、時間依存的臨界現象における絡み合いによる正確な役割が確立された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-23T19:23:54Z) - Tuning between continuous time crystals and many-body scars in
long-range XYZ spin chains [0.13764085113103217]
予熱現象を示す非駆動型省エネ系における不連続時間結晶(CTC)の可能性について検討した。
熱力学限界における正確な対角化と時間依存性の変動原理に基づいて,数値シミュレーションを用いて動的位相図をマッピングする。
我々は、QMBSとCTCが共存する体制を特定し、それらの類似点と重要な相違点を明らかにする実験的プロトコルについて議論する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-04T18:00:03Z) - Dynamical phase transitions in the collisionless pre-thermal states of
isolated quantum systems: theory and experiments [0.0]
順序パラメータを特徴とする非平衡遷移に着目した。
本発表では, 冷却原子および凝縮物質系について述べる。
我々は、理論上はある程度の限界で引くことができる、予熱DPTを示す幅広いプラットフォームを再考する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-24T19:00:01Z) - Genuine Multipartite Correlations in a Boundary Time Crystal [56.967919268256786]
境界時間結晶(BTC)における真の多重粒子相関(GMC)について検討する。
我々は(i)GMCの構造(順序)をサブシステム間で解析し、(ii)初期の非相関状態に対するビルドアップダイナミクスを解析する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-21T20:25:02Z) - Observation of Time-Crystalline Eigenstate Order on a Quantum Processor [80.17270167652622]
量子体系は、その低温平衡状態において豊富な相構造を示す。
超伝導量子ビット上の固有状態秩序DTCを実験的に観測する。
結果は、現在の量子プロセッサ上での物質の非平衡相を研究するためのスケーラブルなアプローチを確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-28T18:00:03Z) - Probing eigenstate thermalization in quantum simulators via
fluctuation-dissipation relations [77.34726150561087]
固有状態熱化仮説(ETH)は、閉量子多体系の平衡へのアプローチの普遍的なメカニズムを提供する。
本稿では, ゆらぎ・散逸関係の出現を観測し, 量子シミュレータのフルETHを探索する理論に依存しない経路を提案する。
我々の研究は、量子シミュレータにおける熱化を特徴づける理論に依存しない方法を示し、凝縮物質ポンプ-プローブ実験をシミュレーションする方法を舗装する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-20T18:00:02Z) - Quantum time crystals with programmable disorder in higher dimensions [0.0]
2つの空間次元に離散量子時間結晶が存在するという新たな証拠を提示する。
これらは、非平衡力学を行う駆動量子多体系において離散時間変換対称性を破る複雑な量子系である。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-15T18:02:07Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。