实验演示 基于 Lipkin-Meshkov-Glick 模型的自发对称性破缺与涌现多量子比特纠缠
量子物理
2025-05-01 v4
摘要
自发对称性破缺(SSB) 是相变发生的关键因素。一旦相变发生，量子系统将呈现出无 Hamiltonian 对称性的 degenerate 本征态。相变穿越后，系统本质上演化为这些本征态的量子叠加态，直至退相干发生。尽管该量子力学 SSB 现象具有根本性重要性并具备量子技术潜在应用价值，但在许多体系中仍未被实验探索。我们在此展示了 Lipkin-Meshkov-Glick 模型中 SSB 过程的实验演示。该模型由单个驱动与量子比特间相互作用的竞争所支配。在回路量子电动力学系统中实现，6 个 Xmon 量子比特通过由共振器中介的虚拟光子全互联耦合。我们观察到的这些量子比特在对称性破缺区域中的非经典关联性超越了 SSB 的传统描述，为量子许多体系统的相变提供了新视角。
引用
@article{arxiv.2407.12567,
title = {Experimental demonstration of spontaneous symmetry breaking with emergent multi-qubit entanglement},
author = {Ri-Hua Zheng and Wen Ning and Jia-Hao Lü and Xue-Jia Yu and Fan Wu and Cheng-Lin Deng and Zhen-Biao Yang and Kai Xu and Dongning Zheng and Heng Fan and Shi-Biao Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.12567},
year = {2025}
}
备注
34 pages, 17 figures