論文の概要: Quench Spectroscopy of Magnetic Excitations on a Superconducting Quantum Processor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.02673v1
- Date: Thu, 02 Jul 2026 18:09:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-07 22:26:29.388576
- Title: Quench Spectroscopy of Magnetic Excitations on a Superconducting Quantum Processor
- Title（参考訳）: 超伝導量子プロセッサ上の磁気励起のクエンチ分光
- Abstract要約: 超伝導量子プロセッサ上でのクエンチ分光を用いて、スピン鎖の励起スペクトルを$L=101$スピンで抽出する。
特に,本プロトコルは基底状態の準備に依存しないことを示す。
我々の研究は、デジタル量子ハードウェア上での多体励起スペクトルの高速で柔軟なプローブとして、クエンチ分光を確立している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The elementary excitation spectrum of a many-body quantum system encodes many key properties, including phenomena as diverse as transport, thermalisation and ground state structure. Excitation spectra of strongly correlated systems are typically encoded in dynamical structure factors, which are demanding to measure experimentally and challenging to compute classically. Here we use quench spectroscopy on a superconducting quantum processor to extract excitation spectra of spin chains of $L=101$ spins. By tailoring the combination of quench protocol and observable, we selectively access distinct excitation sectors across several phases of the spin-$1/2$ XXZ chain, resolving free magnons, multi-magnon bound states, and two-spinon continua. Notably, we demonstrate that the protocol does not rely on ground state preparation: in the classically challenging gapless regime, we extract spectra directly from the quench dynamics of easily prepared product states, a procedure that is natural and straightforward on quantum hardware. Our work establishes quench spectroscopy as a fast and flexible probe of many-body excitation spectra on digital quantum hardware, introduces a novel quench protocol that does not require costly state preparation routines, and provides a scalable route towards regimes where classical simulation may become intractable.
- Abstract（参考訳）: 多体量子系の基本的な励起スペクトルは、輸送、熱化、基底状態構造のような様々な現象を含む多くの重要な性質を符号化している。
強い相関系の励起スペクトルは典型的には動的構造因子に符号化され、実験的に測定し、古典的に計算することが困難である。
ここでは、超伝導量子プロセッサ上でクエンチ分光を用いて、スピン鎖の励起スペクトルを$L=101$スピンで抽出する。
クエンチプロトコルと可観測性の組み合わせを調整することにより、スピン-1/2$ XXZ鎖のいくつかの相にわたって異なる励起セクターに選択的にアクセスし、自由マグノン、マルチマグノン境界状態、および2-スピノン連続体を解消する。
特に、このプロトコルは基底状態の準備に依存しないことを示す:古典的に挑戦的なギャップレス・レシエーションでは、容易に調製された製品状態のクエンチダイナミクスから直接スペクトルを抽出する。
我々の研究は、デジタル量子ハードウェア上で多体励起スペクトルの高速かつ柔軟なプローブとしてクエンチ分光を確立し、コストのかかる状態準備ルーチンを必要としない新しいクエンチプロトコルを導入し、古典的なシミュレーションが難易度になるようなレジームへのスケーラブルな経路を提供する。
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