論文の概要: Benchmarking dynamical-structure-factor protocols in programmable neutral-atom geometries
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.07634v1
- Date: Mon, 07 Sep 2026 15:28:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-11 21:29:38.311615
- Title: Benchmarking dynamical-structure-factor protocols in programmable neutral-atom geometries
- Title（参考訳）: プログラム可能な中性原子幾何学における動的構造因子プロトコルのベンチマーク
- Abstract要約: 本研究では,Ising系スピン系のより広範なクラスにおける動的構造因子の測定の可能性について検討した。
プロトコルを2次元の相互作用を持つチェーンと2次元の逆場イジングモデルでベンチマークする。
この結果から,中性原子量子シミュレータは動的応答関数の探索に実用的な経路を提供することができた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.146761527401424
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The dynamical structure factor is a central observable in condensed-matter physics, providing direct insight into the excitation spectrum and dynamical response of quantum materials. While it is traditionally accessed in real materials through inelastic neutron scattering, recent works have shown that analogous information can be extracted in quantum simulators using suitable dynamical protocols. So far, these approaches have been demonstrated mainly in paradigmatic integrable one-dimensional models. In this work, we use numerical emulations of a neutral-atom quantum processing unit to assess the feasibility of measuring the dynamical structure factor in a broader class of Ising-like spin systems. Beyond the standard one-dimensional transverse-field Ising chain, we benchmark the protocol in chains with dimerized interactions and in the two-dimensional transverse-field Ising model, where spectral properties are difficult to access with classical numerical methods at large scales. We further analyze the robustness of the protocol under realistic experimental conditions, including finite simulation times, pulse modulation, positional disorder, and laser noise. Our results show that neutral-atom quantum simulators can provide a practical route to probing dynamical response functions in regimes where classical simulations become increasingly demanding, paving the way toward experimental implementation.
- Abstract（参考訳）: 動的構造因子(英: dynamical structure factor)は、凝縮物質物理学において中心的な観測可能であり、量子物質の励起スペクトルと動的応答について直接的な洞察を与える。
従来は非弾性中性子散乱によって物質中にアクセスされてきたが、近年の研究では、適切な動的プロトコルを用いて量子シミュレータで類似情報を抽出できることが示されている。
これまでのところ、これらのアプローチは主にパラダイム的可積分な1次元モデルで実証されてきた。
本研究では、中性原子量子処理ユニットの数値エミュレーションを用いて、Ising系スピン系のより広範なクラスにおける動的構造因子の測定の可能性を評価する。
標準の1次元横場イジングチェインの他に、2次元横場イジングチェインや、2次元横場イジングモデルでは、スペクトル特性が古典的な数値手法で大規模にアクセスすることが困難である。
さらに, 有限シミュレーション時間, パルス変調, 位置障害, レーザーノイズなどの実測実験条件下でのプロトコルのロバスト性を解析した。
この結果から,中性原子量子シミュレータは,古典シミュレーションがますます要求されるレジームにおいて,動的応答関数を探索する実用的な経路を提供することが可能であることが示唆された。
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