論文の概要: Observation of a Rydberg-atom time crystal with an ultralong lifetime

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.09247v1
• Date: Fri, 10 Jul 2026 09:51:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-13 14:47:12.817801
• Title: Observation of a Rydberg-atom time crystal with an ultralong lifetime
• Title（参考訳）: 超長寿命リドバーグ原子時間結晶の観察
• Authors: Qi-Feng Wang, Tian-Yu Han, Ya-Jun Wang, Dong-Yang Zhu, Chao Yu, Yu Ma, Yi-Ming Yin, Guang-Can Guo, Bang Liu, Li-Hua Zhang, Dong-Sheng Ding, Bao-Sen Shi,
• Abstract要約: 連続時間結晶は、周期的な外部駆動なしで自発的に時間変換対称性を破る非平衡量子相を表す。 本稿では,超長寿命のRydberg-atom CTCを駆動散逸多体原子系で観察する。 我々の研究は、長寿命の自律的非平衡相を探索するための堅牢なプラットフォームを確立し、量子センシングおよび連続時間量子情報処理における応用の道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 40.009853915487504
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Continuous time crystals (CTCs) represent a nonequilibrium quantum phase that spontaneously breaks time-translation symmetry without periodic external driving, manifesting as persistent, long-lived oscillations under steady pumping. The lifetime is constrained by the instability of the limit cycle phase, balanced between nonlinear feedback and energy dissipation, which have rarely been studied in experiments before. Here, we report an observation of an ultralong-lived Rydberg-atom CTC in a driven-dissipative many-body atomic system. By harnessing long-range interactions and engineering a dissipative environment that stabilizes the limit-cycle dynamics, we suppress heating and decay effects that typically destroy time-crystalline order. The key factor underlying the ultralong-lived CTC is the closing of the Liouvillian gap and the near-zero real part of the system's Liouvillian eigenspectrum. Through systematic optimization, we achieve an oscillatory lifetime exceeding 16.95 hours-orders of magnitude longer than previous CTC realizations. Our work establishes a robust platform for exploring long-lived autonomous nonequilibrium phases and paves the way for applications in quantum sensing and continuous-time quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 連続時間結晶(CTCs)は、周期的な外部駆動を伴わずに自発的に時間変換対称性を破る非平衡量子相を表す。 寿命は、非線形フィードバックとエネルギー散逸のバランスの取れた極限周期位相の不安定性によって制約される。 本稿では,超長寿命のRydberg-atom CTCを駆動散逸多体原子系で観察する。 長距離の相互作用を利用し、極限サイクルのダイナミクスを安定させる散逸環境を工学することにより、時間結晶秩序を破壊する熱と崩壊効果を抑制する。 超長寿命CTCの根底にある重要な要素は、リウヴィリアのギャップの閉じと、系のリウヴィリア固有スペクトルのほぼゼロの実部である。 体系的な最適化により、従来のCTCの実現よりも16.95時間長の振動寿命を達成する。 我々の研究は、長寿命の自律的非平衡相を探索するための堅牢なプラットフォームを確立し、量子センシングおよび連続時間量子情報処理における応用の道を開く。

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