横向场中玻色子介导的量子自旋模拟器：XY模型与自旋-玻色子纠缠

自旋与长波玻色模式的耦合是构造长程自旋-自旋相互作用的一种重要手段，并已在多种平台上实现，如光学腔中的原子和囚禁离子。迄今为止，实验焦点多集中于实现长程伊辛模型，但推广到其他自旋模型极为必要。本工作中，我们探索了通过玻色激发单边带的非共振驱动（即单束 M{\o}lmer-S{\o}rensen 方案）实现 XY 模型，与存在横向场时玻色子介导的伊辛模拟器之间此前未被认识的联系。具体而言，我们表明这两种方案在适当定义的旋转框架中具有相同的有效哈密顿量，并通过截断 Magnus 级数及数值模拟分析了涌现的有效 XY 自旋模型。除了可由朴素伊辛自旋-自旋耦合常数进行非微扰重正化的 XY 自旋-自旋相互作用外，我们发现依赖于玻色子热能的有效横向场，以及其他导致自旋-玻色子纠缠在任何时刻都不消失的自旋-玻色子耦合。对于存在横向场的玻色子介导伊辛模拟器，我们讨论了随场强变化的从横向场伊辛类到 XY 类自旋行为的跨接。