論文の概要: Quantum Spin Liquid State of a Dual-Species Atomic Array on Kagome Lattice
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.03579v1
- Date: Tue, 05 May 2026 09:49:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-06 19:35:43.88422
- Title: Quantum Spin Liquid State of a Dual-Species Atomic Array on Kagome Lattice
- Title（参考訳）: かごめ格子上のデュアルスペクトル原子配列の量子スピン液体状態
- Authors: Ahmed M. Farouk, Ilya I. Beterov, Ghadeer Suliman, Junxi Chen, Igor I. Ryabtsev,
- Abstract要約: 量子スピン液体 (QSL) 状態について, 2種類の原子配列に基づくプログラマブル量子シミュレータでシミュレーションする。
カゴメ格子の幾何学的フラストレーションは、ライドベルクの封鎖と組み合わされ、トポロジカルな順序と長距離の絡み合いで系をエキゾチックな位相へと駆動する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.966357008059617
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Dual-species arrays of ultracold neutral atoms have recently attracted increased interest due to the ability to independently control different atomic species and tune the interatomic interactions. This capability provides additional flexibility essential for both quantum computing and quantum simulation. In this work we theoretically investigate a quantum spin liquid (QSL) state to be simulated on a programmable quantum simulator based on a dual-species atomic array, arranged on a Kagome lattice. The Kagome lattice is formed by corner sharing triangles. This specific spatial arrangement enhances the competing interactions between atoms and is often considered as a model for realising QSL states. When the atoms are excited into Rydberg states, long-range interactions result in Rydberg blockade. The geometric frustration of the Kagome lattice, combined with the Rydberg blockade, drives the system into exotic phases with topological order and long-range entanglement. To drive an array into the QSL state, we use a sweep-quench-sweep protocol, when the atoms are quasiadiabatically excited into Rydberg state with individually controlled detuning from the resonance for each atomic species. The filling fraction, indicating emergence of a QSL state, is represented by a density of Rydberg excitations. We identified the conditions required for QSL state in a dual-species array with non-uniform interaction energies. We calculated the correlation length and studied the mutual information as a function of the size of the subset of the system. The existence of a topological order was proved by estimating the Kitaev-Preskill topological quantum entanglement entropy.
- Abstract（参考訳）: 超低温中性原子の二重種配列は、最近、異なる原子種を独立に制御し、原子間相互作用を調整できるため、関心が高まりつつある。
この能力は、量子コンピューティングと量子シミュレーションの両方に不可欠な柔軟性を提供する。
本研究では,カゴメ格子上に配置された2種の原子配列に基づいて,プログラム可能な量子シミュレータ上でシミュレートされる量子スピン液体(QSL)状態について理論的に検討する。
かごめ格子は角共有三角形によって形成される。
この特定の空間配置は、原子間の競合する相互作用を高め、しばしばQSL状態を実現するモデルとみなされる。
原子がリドベルク状態に励起されると、長距離相互作用はリドベルクを遮断する。
カゴメ格子の幾何学的フラストレーションは、ライドベルクの封鎖と組み合わされ、トポロジカルな順序と長距離の絡み合いで系をエキゾチックな位相へと駆動する。
アレイをQSL状態に駆動するために、各原子種の共鳴から個別に制御されたデチューニングにより、原子が半減期的にリドベルク状態に励起されるときに、スイープ・クレンチ・スウィーププロトコルを用いる。
QSL状態の出現を示す充填率は、Rydberg励起の密度で表される。
非一様相互作用エネルギーを持つ二重種配列におけるQSL状態に必要な条件を同定した。
相関長を計算し,システムのサブセットの大きさの関数として相互情報を検討した。
トポロジカル秩序の存在は、北エフ・プレスキルのトポロジカル量子絡み合いのエントロピーを推定することによって証明された。
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