利用数百个里德伯原子对二维反铁磁体进行可编程量子模拟
量子物理
2021-07-09 v1 量子气体
原子物理
摘要
使用合成系统进行量子模拟是一条有前景的途径，可解决在其他方法（包括数值方法）失效的 regime 中悬而未决的量子多体问题。许多平台正朝着这一目标发展，特别是基于囚禁离子、超导电路、中性原子或分子的平台。这些都面临两个关键挑战：（i）扩大系综规模，同时保持对参数的高质量控制；（ii）为这些大型系统认证输出。在此，我们使用囚禁在光镊中的可编程单原子阵列，通过激光激发至里德伯态控制相互作用，来实现一个标志性的多体问题——反铁磁二维横场伊辛模型。我们将该平台推向前所未有的 regime，最多可操纵 196 个高保真度原子。我们通过动态调节哈密顿量参数来探测反铁磁序。我们通过探索正方形和三角形阵列这两种定性不同几何上的各种系统规模，展示了我们平台的通用性。我们得到的结果与直至计算可行规模（约 100 个粒子）的数值计算良好吻合。这项工作表明，我们的平台可随时用于解决多体物理中的开放问题。
引用
@article{arxiv.2012.12268,
title = {Programmable quantum simulation of 2D antiferromagnets with hundreds of Rydberg atoms},
author = {Pascal Scholl and Michael Schuler and Hannah J. Williams and Alexander A. Eberharter and Daniel Barredo and Kai-Niklas Schymik and Vincent Lienhard and Louis-Paul Henry and Thomas C. Lang and Thierry Lahaye and Andreas M. Läuchli and Antoine Browaeys},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.12268},
year = {2021}
}
备注
Main text: 6 pages, 4 figures. Supplementary information: 10 pages, 16 figures