論文の概要: Fock space prethermalization and time-crystalline order on a quantum processor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.24059v1
- Date: Tue, 28 Oct 2025 04:40:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-29 15:35:36.787274
- Title: Fock space prethermalization and time-crystalline order on a quantum processor
- Title（参考訳）: 量子プロセッサにおけるフォック空間前温化と時間結晶秩序
- Abstract要約: 本研究では,Fock Space Prethermalization (FSP) と呼ばれる非障害性機構を,加熱抑制のために提案し,実証する。
FSPはフォック空間ネットワークを線形に多くのスパースサブネットワークに分割し、熱化時間スケールを延長する。
我々の研究は、FSPをエルゴード性を破壊する堅牢なメカニズムとして確立し、新しい非平衡量子物質を探索する方法を開拓する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.851572777416383
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Periodically driven quantum many-body systems exhibit a wide variety of exotic nonequilibrium phenomena and provide a promising pathway for quantum applications. A fundamental challenge for stabilizing and harnessing these highly entangled states of matter is system heating by energy absorption from the drive. Here, we propose and demonstrate a disorder-free mechanism, dubbed Fock space prethermalization (FSP), to suppress heating. This mechanism divides the Fock-space network into linearly many sparse sub-networks, thereby prolonging the thermalization timescale even for initial states at high energy densities. Using 72 superconducting qubits, we observe an FSP-based time-crystalline order that persists over 120 cycles for generic initial Fock states. The underlying kinetic constraint of approximately conserved domain wall (DW) numbers is identified by measuring site-resolved correlators. Further, we perform finite-size scaling analysis for DW and Fock-space dynamics by varying system sizes, which reveals size-independent regimes for FSP-thermalization crossover and links the dynamical behaviors to the eigenstructure of the Floquet unitary. Our work establishes FSP as a robust mechanism for breaking ergodicity, and paves the way for exploring novel nonequilibrium quantum matter and its applications.
- Abstract（参考訳）: 周期的に駆動される量子多体系は、様々な異方性非平衡現象を示し、量子応用に有望な経路を提供する。
これらの強い絡み合った状態の安定化と利用の基本的な課題は、駆動からのエネルギー吸収によるシステム加熱である。
そこで本研究では,Fock Space Prethermalization (FSP) とよばれる無秩序化機構を提案する。
この機構はフォック空間ネットワークを線形に多くのスパースサブネットワークに分割し、高エネルギー密度の初期状態においても熱化時間スケールを延長する。
72個の超伝導量子ビットを用いて、FSPに基づく時間結晶秩序を観測し、総称初期フォック状態に対して120サイクル以上持続する。
約保存された領域壁 (DW) 数の根底にある速度論的制約は, 部位分解相関器の測定によって同定される。
さらに,FSP熱水化クロスオーバーにおけるサイズ非依存な構造を明らかにし,Floquetユニタリの固有構造に動的挙動を関連付けるシステムサイズによるDWおよびFock空間の有限サイズスケーリング解析を行う。
我々の研究は、FSPをエルゴード性を破壊する堅牢なメカニズムとして確立し、新しい非平衡量子物質とその応用を探求する道を開く。
関連論文リスト
- Scarred discrete time crystal in a periodically driven dimerized spin chain [0.0]
周期的に駆動される二量体スピン鎖におけるスカーレッド離散時間結晶(SDTC)相の出現について検討した。
SDTC応答は様々な初期状態設定に対して頑健であり、微調整条件を超えた安定性を示す。
このことは、SDTCを厳密に安定な熱力学相ではなく、長寿命の準安定な動的状態として特徴づける。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-08-17T14:17:56Z) - Discrete time crystals enabled by Floquet strong Hilbert space fragmentation [3.338774139481401]
従来のDTC順序の周期的双曲応答を数値的に示し,複数周期応答を曲げ動的に発見する。
我々はFloquet演算子における磁化と磁壁数の近似保存を解析的に明らかにした。
我々の研究は、Floquet Hilbert空間の断片化を、非自明な時間秩序を非平衡量子多体系で維持するための無秩序なメカニズムとして確立している。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-12-16T08:25:25Z) - The Magic Barrier before Thermalization [0.8620335948752808]
熱化過程における線形SU(2)プラケット鎖のサブシステムにおける絡み合いスペクトルの反平坦性の時間依存性について検討した。
その結果, 絡み合いエントロピーが急速に増大する時期には, バリア状最大値が示されることがわかった。
非アーベルゲージ理論の熱化の定量的シミュレーションには量子計算が必要であると結論付けている。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-10-13T17:47:22Z) - Disorder-Induced Anomalous Diffusion in a 3D Spin Network [0.07456526005219319]
本研究では, 核スピンアンサンブルを局所測定により解析し, 核スピンアンサンブルについて検討した。
双極子スピンアンサンブルにおけるパーコレーションネットワークの創発的フラクタル構造上のランダムウォークとしてモデル化したサブ拡散状態への明らかな位相遷移を観察する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-10-10T17:02:31Z) - Chaotic and quantum dynamics in driven-dissipative bosonic chains [0.0]
量子多体系の熱化は、固有緩和機構によって支配される時間スケールに展開する。
ボース・ハバード鎖の非平衡定常状態 (NESS) におけるこの現象を, 境界におけるコヒーレント駆動と散逸によって検討した。
我々は、同様のメカニズムが、拡張駆動散逸系の幅広いクラスに現れる可能性が高いと論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-18T18:00:00Z) - 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) - Emergence of fluctuating hydrodynamics in chaotic quantum systems [47.187609203210705]
ゆらぎの流体力学をモデル化するために, マクロ揺らぎ理論 (MFT) が最近開発された。
粒子数変動の総数統計量を監視する大規模量子シミュレーションを行う。
以上の結果から,孤立量子系の大規模変動は創発的な流体力学的挙動を示すことが示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-20T11:26:30Z) - 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) - Emergent pair localization in a many-body quantum spin system [0.0]
本質的には、非可積分量子系は固有状態熱化仮説に従って熱化することが期待されている。
強い障害がある場合、力学は実験可能な時間スケールでシステムが熱分解に失敗する程度まで減速する可能性がある。
ライドバーグ量子シミュレータにより実現されたランダムカップリング強度の可変分布を持つハイゼンベルクスピンのアンサンブルについて検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-28T16:31:18Z) - Fast Thermalization from the Eigenstate Thermalization Hypothesis [69.68937033275746]
固有状態熱化仮説(ETH)は閉量子系における熱力学現象を理解する上で重要な役割を果たしている。
本稿では,ETHと高速熱化とグローバルギブス状態との厳密な関係を確立する。
この結果はカオス開量子系における有限時間熱化を説明する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-14T18:48:31Z) - 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)
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。