俘获里德堡离子链中的长程多体相互作用与三体反阻塞

俘获里德堡离子代表了一个用于量子模拟和信息处理的灵活平台，它结合了对电子和振动自由度的高度控制。将单个离子激发至高里德堡能级的能力，提供了一个可以通过外部激光场工程和调节激发离子对之间强长程相互作用的系统。我们表明，里德堡对相互作用与集体运动模式之间的耦合产生了有效的长程多体相互作用，包含两体、三体和四体项。它们的形状、强度和范围可以通过离子阱参数控制，并强烈依赖于离子晶体的平衡构型和振动模式。通过聚焦于实验上可行的 ${}^{88}\mathrm{Sr}^+$ 里德堡离子准一维装置，我们证明多体相互作用因与结构相变等相关的软模的出现而得到增强。这对多体电子态产生了显著影响，例如导致三体反阻塞效应。我们的研究表明，俘获里德堡离子为研究由增强的多体相互作用驱动的奇异多体量子动力学提供了新机遇。