Rydberg 原子阵列中 Ising 模型量子模拟的涌现失序与亚球形动力学
量子物理
2026-01-05 v2 量子气体
统计力学
摘要
Van der Waals 相互作用的 Rydberg 原子阵列提供了一条可控的途径来模拟局部分离的横向场 Ising 模型 (TFIM)，这是统计力学中的原型模型。通过远程操作公开可访问的 Aquila Rydberg 原子阵列，我们在实验中调查了 TFIM 远离平衡态的物理，并发现与理论预测存在显著偏差。相较于预期的关联性扩散呈球形扩散，Rydberg 模拟器表现出亚球形扩散，同时伴随着时间上呈对数尺度的纠缠熵增长——而系统大部分保持其初始磁化状态。通过对原子运动进行建模，我们将这些效应归因于 Rydberg 原子阵列中的涌现失序，我们通过一个最小的随机自旋模型对其进行表征。我们进一步通过改变晶格间距和 Rabi 频率来探索系统所拥有的不同动力学制度。我们的发现突显了在 TFIM 极限下，Rydberg 原子阵列中原子运动在众多体动力学中的关键作用，并提出了简单的基准测量，以测试其在未来实验中的存在。
引用
@article{arxiv.2411.13643,
title = {Emergent disorder and sub-ballistic dynamics in quantum simulations of the Ising model using Rydberg atom arrays},
author = {Ceren B. Dag and Hanzhen Ma and P. Myles Eugenio and Fang Fang and Susanne F. Yelin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.13643},
year = {2026}
}
备注
Revised with the addition of decoherence calculations, one End Matter figure and additional SM figures