論文の概要: Observation of Magnetic Devil's Staircase-Like Behavior in Quasiperiodic Qubit Lattices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.18818v1
- Date: Thu, 24 Jul 2025 21:39:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-28 16:16:48.765829
- Title: Observation of Magnetic Devil's Staircase-Like Behavior in Quasiperiodic Qubit Lattices
- Title（参考訳）: 準周期クビット格子における磁気デビルのステアケース様挙動の観察
- Authors: Alejandro Lopez-Bezanilla,
- Abstract要約: 悪魔の階段(DS)現象は、外界への磁化のフラクタル反応である。
我々は、単純で効果的なIsing-modelフレームワークにおいて、外部磁場の増加によって引き起こされる急激な磁気遷移を多数発見する。
本研究は,DSの挙動が周期的システムに限定されているという一般的な見方に挑戦する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 55.2480439325792
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The devil's staircase (DS) phenomenon is a fractal response of magnetization to external fields, traditionally observed in periodic ferromagnetic systems, where the commensurability between spin arrangements, lattice parameters, and external magnetic fields governs abrupt changes in magnetization. Its occurrence in aperiodic, fractal-type systems has remained largely unexplored, despite their natural compatibility with such phenomena. Using a quantum annealing device, we uncover a wealth of abrupt magnetic transitions between spin manifolds driven by increasing external magnetic fields within a simple yet effective Ising-model framework. In contrast to periodic systems, where DS arises from long-range competing interactions, our findings reveal that short-range, purely antiferromagnetic couplings in aperiodic geometries produce equally rich ground-state magnetization patterns. We demonstrate that while magnetic textures are determined by the lattice size, their formation remains remarkably robust and independent of scale, with commensurability emerging locally. Our results challenge the prevailing view that DS behavior is limited to periodic systems and establish quasiperiodic geometries as a natural host for this phenomenon.
- Abstract（参考訳）: 悪魔の階段 (DS) 現象は外部磁場への磁化のフラクタル応答であり、伝統的に周期的な強磁性系で観察され、スピン配置、格子パラメータ、外部磁場の可逆性が磁化の急激な変化を支配している。
周期的なフラクタル型系におけるその発生は、そのような現象と自然に相容れないにもかかわらず、ほとんど未発見のままである。
量子アニール装置を用いて、単純で効果的なIsing-modelフレームワークにおいて、外部磁場の増加によって駆動されるスピン多様体間の急激な磁気遷移の富を明らかにする。
DSが長距離の相互作用から生じる周期系とは対照的に, 周期的ジオメトリーにおける短距離, 純粋に反強磁性結合は, 地中磁化パターンが等しくリッチであることを示す。
磁気テクスチャは格子の大きさによって決定されるが、その形成は極めて堅牢であり、スケールとは独立であり、局所的にコンメンサビリティが出現する。
本研究は,DSの挙動が周期的システムに限られているという一般的な見方に挑戦し,この現象の自然の宿主として準周期的ジオメトリーを確立した。
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