利用超冷气体创建并探测 Sachdev-Ye-Kitaev 模型：迈向量子引力的实验研究

我们提出，全息原理与原子、分子和光学物理领域的最新技术进展相结合，可以促成量子引力的实验研究。作为一个具体例子，我们考虑 Sachdev-Ye-Kitaev (SYK) 模型，该模型由具有全连接复随机两体跃迁的自旋极化费米子组成，并被猜想与某个量子引力系统具有对偶性。若全息对偶成立，实现 SYK 模型的低温态可视为弦黑洞的一种实现。我们引入了 SYK 模型的一个变体，其中随机两体跃迁为实数。在 large-$N$ 极限下，该模型与原始 SYK 模型等价。我们表明，原则上可以通过将超冷费米原子囚禁于光学晶格中并利用光缔合激光将两个原子与分子态耦合来实现该模型。这一发展是迈向实验实现此类与量子黑洞对偶系统的重要第一步。我们还展示了如何测量 SYK 模型的乱序关联函数，从而得以识别黑洞的极大混沌性质。