Many-body Rydberg 系统中基于涌现集体非线性的时间序列学习
量子物理
2025-11-20 v1 原子物理
摘要
相互作用的 Rydberg 原子构成实现非平衡物态的通用平台。接近相变时，它们对外部扰动作出集体响应，这可被利用于量子测距与感知领域的技术应用。由于 Rydberg 原子可控且解释直观，我们能够观察并调节涌现的集体非线性。本文我们考察将相互作用 Rydberg 气体用于时间序列预测的应用。该气体由激光场驱动，激光 Rabi 频率调制以输入时间序列。我们发现，接近非平衡相变——即集体效应被放大处——系统学习输入能力得到增强。这体现在对时间序列未来值预测准确率的提升。以 Lorenz 时间序列和温度数据为例，本工作展示了涌现现象如何增强噪声众多的 many-body 量子系统在数据处理与预测中的能力。
关键词
引用
@article{arxiv.2511.15047,
title = {Time series learning in a many-body Rydberg system with emergent collective nonlinearity},
author = {Zongkai Liu and Qiming Ren and Chris Nill and Albert Cabot and Wei Xia and Yanjie Tong and Huizhen Wang and Wenguang Yang and Junyao Xie and Mingyong Jing and Hao Zhang and Liantuan Xiao and Suotang Jia and Igor Lesanovsky and Linjie Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.15047},
year = {2025}
}