在 (2+1) 维中量子模拟含动力学物质的 Z₂ 格点规范理论的现实方案
量子气体
2023-06-07 v2 强关联电子
高能物理 - 格点
量子物理
摘要
与动力学物质耦合的规范场在从粒子物理到凝聚态物理的诸多物理学分支中普遍存在，但在大规模量子模拟器中实现它们仍具挑战性。本文为里德堡原子阵列实验提出一个现实方案，在该方案中，仅由二维空间中的局域两体相互作用和单体项，即可在实验相关时间尺度上涌现出具有动力学电荷的 Z₂ 规范结构。该方案使得实验研究多种模型成为可能，包括与不同类型动力学物质耦合的 (2+1) 维 Z₂ 格点规范理论，以及蜂窝晶格上的量子二聚体模型，我们为此推导了有效哈密顿量。我们讨论了实验上最相关的含动力学物质的有效 Z₂ 格点规范理论的基态相图，这些相图具有多种禁闭与退禁闭的量子自旋液体相。此外，我们提出了具有直接实验相关性的若干探测手段，包括无序局域化的特征和两个电荷的热退禁闭相变。
引用
@article{arxiv.2205.08541,
title = {Realistic scheme for quantum simulation of $\mathbb{Z}_2$ lattice gauge theories with dynamical matter in $(2+1)$D},
author = {Lukas Homeier and Annabelle Bohrdt and Simon Linsel and Eugene Demler and Jad C. Halimeh and Fabian Grusdt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.08541},
year = {2023}
}