論文の概要: Quantum phase transitions of the anisotropic Dicke-Ising model in driven Rydberg arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.22230v1
• Date: Thu, 27 Nov 2025 08:51:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-01 19:47:55.462981
• Title: Quantum phase transitions of the anisotropic Dicke-Ising model in driven Rydberg arrays
• Title（参考訳）: 誘導リドバーグアレイにおける異方性Dicke-Isingモデルの量子相転移
• Authors: Bao-Yun Dong, Ying Liang, Stefano Chesi, Xue-Feng Zhang,
• Abstract要約: 我々は、マイクロ波電場によって駆動され、光学キャビティに結合された、Rydberg原子の配列で実現された一般化Dicke-Isingモデルの特性について検討した。 我々は,量子キャビティのフォック状態を明示的に追跡する系列展開に基づく改良型量子モンテカルロアルゴリズムを開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.8044603248326516
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study the properties of a generalized Dicke-Ising model realized with an array of Rydberg atoms, driven by microwave electric fields and coupled to an optical cavity. As this platform allows for a precisely tunable anisotropy parameter, the model exhibits a rich landscape of phase transitions and critical phenomena, induced by the interplay of rotating-wave, counter-rotating-wave, and Ising interactions. We develop an improved quantum Monte Carlo algorithm based on the stochastic series expansion that explicitly tracks the Fock state of the quantum cavity. In the superradiant (SR) phase, this allows us to determine, through data collapse, the scaling laws of the photon number. We also demonstrate the vanishing of parity symmetry in finite-size simulations and show that the Rydberg blockade leads to a significant suppression of cavity occupation. Notably, stronger quantum fluctuations induced by the counter-rotating wave terms slightly favor the superradiant solid (SRS) phase over the Solid-1/2 state. Finally, we confirm that the SR phase transition and the transition from the Solid-1/2 to the SRS are second-order. In contrast, the transitions from the Solid-1/2 or SRS to the SR phase are both first-order for any value of the normalized anisotropy parameter.
• Abstract（参考訳）: 我々は、マイクロ波電場によって駆動され、光学キャビティに結合された、Rydberg原子の配列で実現された一般化Dicke-Isingモデルの特性について検討した。 このプラットフォームは正確に調整可能な異方性パラメータを許容するので、このモデルは回転波、反回転波、イジング相互作用の相互作用によって引き起こされる相転移と臨界現象の豊かな風景を示す。 量子キャビティのフォック状態を明示的に追跡する確率級数展開に基づく改良型量子モンテカルロアルゴリズムを開発した。 超ラジアント(SR)相では、データ崩壊によって光子の数のスケーリング法則を決定できる。 また, 有限サイズシミュレーションにおけるパリティ対称性の消滅を実証し, リドベルク封鎖がキャビティ占有を著しく抑制することを示す。 特に、反回転波の項によって引き起こされる強い量子揺らぎは、ソリッド-1/2状態上の超ラジカル固体(SRS)相をわずかに好んでいる。 最後に、SR相転移とSolid-1/2からSRSへの遷移が2次であることを確認する。 対照的に、Solid-1/2 あるいは SRS から SR 相への遷移は、正規化された異方性パラメータの任意の値の1次である。

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