量子踢顶模型中的高阶离散时间晶体与量子感知

我们 characterize了最简单版本的量子踢顶模型的各种动力学相位，这是一个研究量子混沌的典型系统， exhibit取决于踢力的大小而呈现regular和混沌行为。在先前的研究中，在无限范围相互作用p-自旋模型中观察到更高阶离散时间晶体（DTC），其中提出DTC的阶数满足关系q≤p。在该框架下，p=2模型预计仅能host 2-DTC相。然而，有趣的是，我们在这里演示了在量子踢顶中实现稳健的4-DTC相，这实际上对应于p=2模型的无限范围相互作用。我们还显示该系统在交替旋转对称点附近host稳健的2-DTC和动力学冻结（DF）相。我们通过识别系统特定参数区间内出现的特殊岛屿，结合spin coherent states（SCS）来解释更高阶DTC相的产生。与2-DTC相不同，4-DTC相仅在特定初始态下出现，如通过exact计算所示。通过研究线性熵随角动量的动力学，进一步考察了4-DTC相的稳健性。我们还发现2-DTC和DF相都存在 emergent 守恒律，而4-DTC相没有周期性动力学守恒。通过研究量子Fisher信息，我们还展示了在不同动力学相之间的边界处具有增强的 metrological灵敏度，用于估计系统参数。