腔体 Hubbard 模型中的超辐射强相关量子态

在腔体量子材料中，将强相关电子与量子光耦合提供了探索超出常规固态材料中新奇量子相和相变的独特机会。本研究发展了一种无指数问题的fermion-photon 混合量子蒙特卡洌 (QMC) 算法，并用于系统性地研究二维腔体 Hubbard 模型的基态相图。结果表明，电子相关性与光子凝聚之间的相互作用产生了引人注目的量子相（例如超辐射反亚向磁态和螺旋/π-通量态），以及不同的量子相变，如一次级超辐射相变和属于格罗夫-纳韦统一类的连续相变。该方法可以轻易推广到更复杂的腔体强相关模型。