論文の概要: One-to-one quantum simulation of the low-dimensional frustrated quantum magnet TmMgGaO$_4$ with 256 qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.20372v2
- Date: Wed, 25 Mar 2026 15:51:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-26 14:25:25.888815
- Title: One-to-one quantum simulation of the low-dimensional frustrated quantum magnet TmMgGaO$_4$ with 256 qubits
- Title（参考訳）: 256量子ビットの低次元フラストレーション量子マグネットTmMgGaO$_4$の1対1量子シミュレーション
- Authors: Lucas Leclerc, Sergi Julià-Farré, Gabriel Silva Freitas, Guillaume Villaret, Boris Albrecht, Lucas Béguin, Lilian Bourachot, Clémence Briosne-Frejaville, Dorian Claveau, Antoine Cornillot, Julius de Hond, Djibril Diallo, Clément Dupays, Robin Dupont, Thomas Eritzpokhoff, Emmanuel Gottlob, Loïc Henriet, Michael Kaicher, Lucas Lassablière, Arvid Lindberg, Yohann Machu, Hadriel Mamann, Thomas Pansiot, Julien Ripoll, Eun Sang Choi, Adrien Signoles, Joseph Vovrosh, Bruno Ximenez, Vivien Zapf, Shengzhi Zhang, Haidong Zhou, Minseong Lee, Tiagos Mendes-Santos, Constantin Dalyac, Antoine Browaeys, Alexandre Dauphin,
- Abstract要約: 我々は、Rydbergをベースとした量子シミュレータを用いて、バルク層状フラストレーション量子マグネットTmMgGaO$_4$の研究を行う。
さらに、スナップショット解析により量子揺らぎの役割を解明し、その結果を非弾性中性子散乱データに統合する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 24.19505937991202
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Low-dimensional materials exhibit exotic properties due to enhanced quantum fluctuations, making the understanding of their microscopic origin central in condensed matter physics. Analogue quantum simulators offer a powerful approach for investigating these systems at the microscopic level, particularly in large-scale regimes where quantum entanglement limits classical numerical methods. To date, analogue simulators have largely focused on universal Hamiltonians rather than material-specific quantitative comparisons. Here we use a Rydberg-based quantum simulator to study the bulk-layered frustrated quantum magnet TmMgGaO$_4$. Magnetisation measurements obtained from the quantum simulator show excellent agreement with independent measurements performed in a magnetic laboratory facility, validating the proposed effective two-dimensional microscopic Hamiltonian. Building on this quantitative correspondence, we investigate on both platforms the antiferromagnetic phase transition. We further probe the role of quantum fluctuations via snapshot analysis, connecting our results to integrated inelastic neutron scattering data. Finally, we access, with the simulator, non-equilibrium dynamics on picosecond material timescales, including frequency response and thermalisation of observables.
- Abstract（参考訳）: 低次元の材料は、量子ゆらぎの強化によるエキゾチックな性質を示し、その微視的起源の理解は凝縮物質物理学の中心となる。
アナログ量子シミュレータは、特に量子絡み合いが古典的な数値法を制限している大規模状況において、これらのシステムを顕微鏡レベルで研究するための強力なアプローチを提供する。
これまで、アナログシミュレーターは、物質特異的な定量的比較ではなく、普遍的ハミルトン多様体に重点を置いてきた。
ここでは、Rydberg をベースとした量子シミュレータを用いて、バルク層状フラストレーション量子マグネット TmMgGaO$_4$ の研究を行う。
量子シミュレーターから得られた磁化測定は、磁気実験室で行った独立測定と良好な一致を示し、提案した2次元顕微鏡ハミルトニアンの有効性を検証した。
この量的対応に基づいて、反強磁性相転移の両プラットフォームについて検討する。
さらに、スナップショット解析により量子揺らぎの役割を解明し、その結果を非弾性中性子散乱データに統合する。
最後に、シミュレーションを用いて、周波数応答や可観測物の熱化を含むピコ秒材料時間スケールの非平衡ダイナミクスにアクセスする。
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