論文の概要: Analog quantum simulation of Shastry-Sutherland Ising materials

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.12800v1
• Date: Thu, 08 Oct 2026 23:15:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-13 04:06:29.316612
• Title: Analog quantum simulation of Shastry-Sutherland Ising materials
• Title（参考訳）: シャストリー・サザランドアイシング材料のアナログ量子シミュレーション
• Abstract要約: 我々は,プログラム可能なRydberg-atom配列を用いて,Shastry-Sutherland格子上の横フィールドおよび縦フィールドIsingモデルを実現する。 密度行列再正規化群計算を用いて量子位相図をマッピングし、110以上の原子を含む配列で対応するシグネチャを実験的に探索する。 本研究は, フラストレーションを伴い, 物質を動機とするハミルトニアンの探索ツールとして, プログラム可能なRydberg-atom配列を構築した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 75.14813040740442
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Frustrated magnets host rich emergent behavior because competing interactions generate dense manifolds of low-energy states. The Ising Shastry-Sutherland model is a paradigmatic setting, motivated experimentally by Ising-like rare-earth tetraborides such as TmB$_4$ and ErB$_4$, whose field-induced magnetization plateaus have motivated extensive microscopic modeling. Yet how tunable quantum fluctuations reorganize this material-motivated phase diagram remains largely unexplored. Here, we realize a transverse- and longitudinal-field Ising model on the Shastry-Sutherland lattice using a programmable Rydberg-atom array. We map its quantum phase diagram using density matrix renormalization group calculations and probe corresponding signatures experimentally in arrays containing more than 110 atoms. Beyond the established classical phases, the calculations identify two regimes absent in the classical limit and stabilized at finite transverse field: a $2/5$ filling plateau whose finite stability region emerges from a classically degenerate phase boundary and a symmetry-preserving quantum-dimer regime replacing classically selected collinear order. Experiments on finite open arrays reveal signatures consistent with these regimes across three boundary-pinning conditions, with the resulting response maps agreeing qualitatively with the calculated phase diagram. Our results establish programmable Rydberg-atom arrays as tools for exploring frustrated, material-motivated Hamiltonians and motivate searches for new, quantum-driven magnetization plateaus and quantum-dimer behavior in ErB$_4$ under a transverse field or in strain-tuned TmB$_4$.
• Abstract（参考訳）: フラストレーション磁石は、対立する相互作用が低エネルギー状態の密度多様体を生成するため、豊富な創発的挙動を呈する。 Ising Shastry-Sutherlandモデル(Ising Shastry-Sutherland model)は、TmB$_4$(英語版)やErB$_4$(英語版)のようなIsingに似た希土類テトラボリド(英語版)によって実験的に動機付けられたパラダイム的な設定である。 しかし、量子ゆらぎの変化が、この物質を動機とする相図を再編成する過程は、まだほとんど解明されていない。 ここでは,プログラム可能なRydberg-atom配列を用いて,Shastry-Sutherland格子上の横フィールドおよび縦フィールドIsingモデルを実現する。 密度行列再正規化群計算を用いて量子位相図をマッピングし、110以上の原子を含む配列で対応するシグネチャを実験的に探索する。 古典的な位相の他に、計算は古典的な極限に存在しない2つの状態を特定し、有限の逆場で安定化させた: 有限安定領域が古典的に退化した位相境界から出現する2/5ドルの充填台地と、古典的に選択されたコリニア順序を置き換える対称性保存量子二量体状態である。 有限開アレイの実験では、3つの境界ピンニング条件にまたがるこれらの状態と整合したシグネチャが示され、その結果の応答写像は計算された位相図と質的に一致する。 本研究では, プログラム可能なRydberg-atom配列を, フラストレーションされた物質を動機としたハミルトニアンの探索ツールとして確立し, ErB$_4$ における新しい量子駆動磁化プラトーと量子二量体挙動の探索を, あるいは歪調整した TmB$_4$ で行う。

関連論文リスト

• Unconventional orders in the maple-leaf ferro-antiferromagnetic Heisenberg model [0.0]
  本研究は, マイプルリーフ格子上のスピン-1/2$ハイゼンベルク模型の量子位相図の性質に関するマルチメソッドな研究である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-11-26T17:14:12Z)
• Emergent Kitaev materials in synthetic Fermi-Hubbard bilayers [45.88028371034407]
  フェルミ・ハッバード二層膜における結合方向スピン-スピン相互作用は、ラマン光学格子の超低温フェルミ粒子によって実現できる。 我々は, フェルミ液相とモット絶縁相を解析し, ディラックとマヨラナ準粒子の対応を明らかにする。 この結果から、ラマン光学格子に基づく冷原子量子シミュレータは、拡張された北エフモデルのグラウンドとなることが判明した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-04-22T10:07:56Z)
• Itinerant magnetism in Hubbard models with long-range interactions [0.0]
  半導体量子ドットアレイからモー材料まで、様々なプラットフォームが最近、強力な量子シミュレータとして登場した。 長次元格子を含むハバードモデルの効果について検討する。 小さな電子ドーピングでは、多種多様な磁性秩序の数値状態が発見される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-01T18:00:00Z)
• Amorphous quantum magnets in a two-dimensional Rydberg atom array [44.99833362998488]
  アナログ量子シミュレータを用いたアモルファス量子マグネットの探索を提案する。 まず,IsingモデルのRydbergシミュレータに適したアモルファス量子磁石を生成するアルゴリズムを提案する。 次に、半古典的なアプローチを用いて、モデルの物理に関する予備的な洞察を得る。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-05T10:07:10Z)
• Trimer quantum spin liquid in a honeycomb array of Rydberg atoms [0.0]
  Rydberg原子のハニカム配列におけるスピン液体の根本的に異なるクラスを具体的に実現したことを示す。 第3のアレスト近傍の原子がリドベルク封鎖の内側にある体制では、新しい基底状態が見つかる。 このトリマースピン液体状態の忠実度は動的調製により向上することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-01T18:00:00Z)
• Accessing the topological Mott insulator in cold atom quantum simulators with realistic Rydberg dressing [58.720142291102135]
  本稿では, コールド・ライドバーグ型原子を用いた光学格子の量子シミュレーションの現実的シナリオについて検討する。 本研究では, 平均場近似において, 半次および非共役充填時の位相図の詳細な解析を行う。 さらに、平均場近似における温度に対する相の安定性について検討する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-28T14:55:28Z)
• Phase diagram of Rydberg-dressed atoms on two-leg square ladders: Coupling supersymmetric conformal field theories on the lattice [52.77024349608834]
  柔らかいショルダーポテンシャルが存在する場合の硬心ボソンの位相図について検討する。 局所項と非局所項の競合が、支配的なクラスター、スピン、密度波準長距離秩序を持つ液体相を持つ相図をいかに生み出すかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-20T09:46:08Z)
• Quantum phases of Rydberg atoms on a kagome lattice [0.0]
  我々は、カゴメ格子上の中性原子の配列のゼロ温度位相を解析し、レーザー励起と原子ライドバーグ状態と相互作用する。 密度行列再正規化群計算は、格子対称性が破れた多種多様な複素固体相の存在を明らかにする。 我々は、大きな絡み合いエントロピーを持ち、格子対称性に付随する局所順序パラメータを持たない密度のRydberg励起を持つ新しい状態を特定する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-24T19:00:00Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。