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合成量子系を用いた量子シミュレーションは、多体物理学における未解決の問題を探求するユニークな機会を提供し、有用なもつれ状態を生成する道を開く。しかしながら、これまで多くの量子シミュレータは、模倣できるモデルが根本的に限られていた。ここでは、任意の2次ハミルトニアンを持つ全対全相互作用や、実質的に無限の範囲で調整可能なハイゼンベルグXYZモデルを実現することができる。これは、700個のルビジウム原子間の空洞を介した4光子相互作用を工学的に実現することによって達成され、この相互作用では、1対の運動量状態を有効な擬スピンまたは量子ビットの自由度として利用する。この能力を用いて、ハイゼンベルグ極限を飽和させるスピンを絞った状態を生成できる、いわゆる2軸逆ねじれモデル、象徴的なXYZ集団スピンモデルを初めて実現した。私たちのプラットフォームは、2つ以上の関連する運動量状態を含む汎用性があり、キャビティトーンを追加することでシミュレートされるハミルトニアンの柔軟性と組み合わせることで、物質波干渉計や、光クロックや磁力計などの量子センサーにおける量子シミュレーションや量子センシングのための豊かな可能性を開きます。
http://arxiv.org/abs/2402.19429v1 (ar5iv, pdf)
Chengyi Luo, Haoqing Zhang, Anjun Chu, Chitose Maruko, Ana Maria Rey, James K. Thompson
2024/02/29
Summary (DeepL訳)
合成量子系を用いた量子シミュレーションは、多体物理学における未解決の問題を探求するユニークな機会を提供し、有用なもつれ状態を生成する道を開く。しかしながら、これまで多くの量子シミュレータは、模倣できるモデルが根本的に限られていた。ここでは、任意の2次ハミルトニアンを持つ全対全相互作用や、実質的に無限の範囲で調整可能なハイゼンベルグXYZモデルを実現することができる。これは、700個のルビジウム原子間の空洞を介した4光子相互作用を工学的に実現することによって達成され、この相互作用では、1対の運動量状態を有効な擬スピンまたは量子ビットの自由度として利用する。この能力を用いて、ハイゼンベルグ極限を飽和させるスピンを絞った状態を生成できる、いわゆる2軸逆ねじれモデル、象徴的なXYZ集団スピンモデルを初めて実現した。私たちのプラットフォームは、2つ以上の関連する運動量状態を含む汎用性があり、キャビティトーンを追加することでシミュレートされるハミルトニアンの柔軟性と組み合わせることで、物質波干渉計や、光クロックや磁力計などの量子センサーにおける量子シミュレーションや量子センシングのための豊かな可能性を開きます。
Links
http://arxiv.org/abs/2402.19429v1 (ar5iv, pdf)
Authors
Chengyi Luo, Haoqing Zhang, Anjun Chu, Chitose Maruko, Ana Maria Rey, James K. Thompson
Published
2024/02/29