无序 Rydberg 原子阵列中的自旋玻璃量子相变

使用束在光学虹膜中约束的中性原子和与 Rydberg 态共振耦合的实验，允许对量子磁性的典型哈姆顿量进行量子模拟。以往的研究主要聚焦于光学虹膜的周期性排列，这些排列包含各种空间有序的磁相。本文我们对无序 Rydberg 原子阵列的量子 Ising 模型基态进行无偏见的量子蒙特卡洛模拟。这些模型设计为在缺乏长程有序的条件下具有可控的局部结构属性。值得注意的是，通过确定 Edwards-Anderson 序参量，我们发现了从 paramagnetic 相向自旋玻璃相的量子相变的证据。磁结构因子表明存在短程各向同性反铁磁关联。对于可实现的规模，自旋叠加分布特征为具有两个宽峰和显著零叠加权重的非平凡结构。与结果进行比较，后者针对干净的正四边形晶格——该晶格具有与无序阵列类似的局部结构属性——突显了缺乏 underlying 阵列长程结构有序性所发挥的重要作用。我们的发现表明，可实验实现容纳量子自旋玻璃相的哈姆顿量细节的途径。