快速制备中的 Kibble-Zurek 标度的验证性普遍崩溃

Kibble-Zurek 机制 (KZM) 预测当系统穿过连续相变时，拓扑缺陷密度随制备速率而呈普遍标度。近期理论工作 [H.-B. Zeng 等人, \textit{Phys. Rev. Lett.} \textbf{130}, 060402 (2023)] 挑战了这一观点，表明在制备速率足够快时，缺陷密度和冻结时间不再依赖于制备速率，而是与制备范围 (quench range) 呈普遍标度。本文使用单个捕获离子量子比特来测试该预测，通过模拟 Landau-Zener 和 1D Rice-Mele 模型中的快速量子制备。我们识别出一个临界制备速率 $v_c$ 其尺度随制备范围 $\delta_{\max}$ 而变化，分隔出两种不同的动力学制备 regime。 在 Rice-Mele 模型中，当 $v < v_c$ 时，缺陷密度遵循 KZM 标度 $\sim v^{1/2}$；当 $v > v_c$ 时，缺陷密度表现为与制备速率无关的普遍标度 $\sim \delta_{\max}$。我们的结果提供了该快速制备下 KZM 普遍性质量破坏的直接实验证据。