論文の概要: Probing Bound State Relaxation Dynamics in Systems Out-of-Equilibrium on Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.22988v1
• Date: Wed, 30 Jul 2025 18:00:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-01 17:19:08.429455
• Title: Probing Bound State Relaxation Dynamics in Systems Out-of-Equilibrium on Quantum Computers
• Title（参考訳）: 量子コンピュータ上の平衡系における状態緩和ダイナミクスの探索
• Authors: Heba A. Labib, Goksu Can Toga, J. K. Freericks, A. F. Kemper,
• Abstract要約: ポンププローブ分光法は、量子多体系の平衡外における応答ダイナミクスを探索するための強力なツールである。 量子コンピュータは、システムをエキサイティングにし、進化させ、観測可能なものを1次に測定することで、そのような実験をシミュレートするのに有用であることが証明されている。 我々の研究は、古典的および量子コンピュータにおけるシステム外平衡のシミュレーションの段階を、補助量子ビットを必要とせずにポンププローブ実験を用いて設定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Pump-probe spectroscopy is a powerful tool for probing response dynamics of quantum many-body systems in and out-of-equilibrium. Quantum computers have proved useful in simulating such experiments by exciting the system, evolving, and then measuring observables to first order, all in one setting. Here, we use this approach to investigate the mixed-field Ising model, where the longitudinal field plays the role of a confining potential that prohibits the spread of the excitations, spinons, or domain walls into space. We study the discrete bound states that arise from such a setting and their evolution under different quench dynamics by initially pumping the chain out of equilibrium and then probing various non-equal time correlation functions. Finally, we study false vacuum decay, where initially one expects unhindered propagation of the ground state, or true vacuum, bubbles into the lattice, but instead sees the emergence of Bloch oscillations that are directly the reason for the long-lived oscillations in this finite-size model. Our work sets the stage for simulating systems out-of-equilibrium on classical and quantum computers using pump-probe experiments without needing ancillary qubits.
• Abstract（参考訳）: ポンププローブ分光法は、量子多体系の平衡外における応答ダイナミクスを探索するための強力なツールである。 量子コンピュータは、システムをエキサイティングにし、進化させ、観測可能なものを一順に測定することで、そのような実験をシミュレートするのに有用であることが証明されている。 ここでは、この手法を用いて混合場イジングモデル (mixed-field Ising model) について検討する。そこでは、縦場が励起、スピノン、ドメイン壁の空間への拡散を阻止する収束ポテンシャルの役割を担っている。 このような状態から生じる離散的境界状態とその進化を、最初は鎖を平衡から抜き出し、その後に様々な非等時相関関数を求めることによって、異なるクエンチ力学の下で研究する。 最後に、最初は基底状態の妨げのない伝播、すなわち真の真空の泡が格子内に入ることを期待するが、代わりに、この有限サイズのモデルにおける長寿命振動の直接的な原因であるブロッホ振動の出現を見る。 我々の研究は、古典的および量子コンピュータにおけるシステム外平衡のシミュレーションの段階を、補助量子ビットを必要とせずにポンププローブ実験を用いて設定する。

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