1Centro INO-CNR BEC e Dipartimento di Fisica, Università di Trento, Via Sommarive 14, I-38123 Trento, Italia
2Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Ghent, Krijgslaan 281, 9000 Gent, Belgio
3Centro di fisica quantistica, Università di Innsbruck, 6020 Innsbruck, Austria
4Istituto di ottica quantistica e informazione quantistica dell'Accademia austriaca delle scienze, 6020 Innsbruck, Austria
5Divisione Teoria, Saha Institute of Nuclear Physics, HBNI, 1/AF Bidhan Nagar, Kolkata 700064, India
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Astratto
Le realizzazioni delle teorie di gauge in configurazioni di materia sintetica quantistica aprono la possibilità di sondare fenomeni esotici salienti nella materia condensata e nella fisica delle alte energie, insieme a potenziali applicazioni nell'informazione quantistica e nelle tecnologie scientifiche. Alla luce degli impressionanti sforzi in corso per ottenere tali realizzazioni, una questione fondamentale per quanto riguarda le regolarizzazioni del modello di collegamento quantistico delle teorie di gauge su reticolo è quanto fedelmente catturino il limite della teoria quantistica dei campi delle teorie di gauge. Lavoro recente [79] ha dimostrato attraverso derivazioni analitiche, diagonalizzazione esatta e calcoli dello stato del prodotto della matrice infinita che la fisica a bassa energia dei modelli di collegamento quantistico $1+1$D $mathrm{U}(1)$ si avvicina al limite della teoria dei campi quantistici già a un collegamento piccolo lunghezza della rotazione $S$. Qui, mostriamo che l'approccio a questo limite si presta anche alle dinamiche di quench lontane dall'equilibrio delle teorie di gauge del reticolo, come dimostrato dalle nostre simulazioni numeriche del tasso di ritorno di Loschmidt e del condensato chirale in stati di prodotto di matrice infinita, che funzionano direttamente nel limite termodinamico. Analogamente alle nostre scoperte in equilibrio che mostrano un comportamento distinto tra lunghezze di spin del collegamento semintero e intero, troviamo che la criticità che emerge nel tasso di ritorno di Loschmidt è fondamentalmente diversa tra i modelli di collegamento quantistico di spin semintero e intero nel regime di forte energia elettrica -accoppiamento di campo. I nostri risultati affermano inoltre che le implementazioni all'avanguardia di atomi ultrafreddi di dimensioni finite e dispositivi NISQ delle teorie di gauge del reticolo di collegamento quantistico hanno il potenziale reale per simulare il limite della teoria quantistica dei campi anche nel regime lontano dall'equilibrio.
Immagine di presentazione: dinamiche di quench nel modello di collegamento quantistico spin-$S$ $mathrm{U}(1)$ nel regime di accoppiamento debole all'interno del settore obiettivo della legge di Gauss. I risultati sono ottenuti con la tecnica dello stato del prodotto a matrice infinita. L'evoluzione temporale di (a,b) il tasso di ritorno e (c,d) del condensato chirale mostrano entrambi una rapida convergenza per (a,c) semi-intero e (b,d) lunghezza di spin del collegamento intero $S$, sebbene il caso del numero intero $S$ mostra una convergenza complessivamente più rapida rispetto al caso del semiintero $S$. Sia il tasso di rendimento convergente che il condensato chirale mostrano un buon accordo quantitativo per $S$ semi-intero e intero, come evidenziato dalle linee nere tratteggiate per $S=4$ in (a,c) [prese rispettivamente da (b,d )] e per $S=7/2$ in (b,d) [presi rispettivamente da (a,c)]. L'approccio al limite termodinamico nella dinamica di quench del condensato chirale nel regime di accoppiamento debole per lunghezze di spin di collegamento (e) $S=7/2$ e (f) $S=4$. I risultati a dimensione finita sono ottenuti dalla diagonalizzazione esatta, mentre quelli nel limite termodinamico sono calcolati utilizzando la tecnica dello stato del prodotto a matrice infinita. In questo settore di destinazione, vediamo una convergenza molto più rapida al limite termodinamico per intero che per mezzo intero $S$.
Riepilogo popolare
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Citato da
[1] Jean-Yves Desaules, Debasish Banerjee, Ana Hudomal, Zlatko Papić, Arnab Sen e Jad C. Halimeh, “Weak Ergodicity Breaking in the Schwinger Model”, arXiv: 2203.08830.
[2] Zhao-Yu Zhou, Guo-Xian Su, Jad C. Halimeh, Robert Ott, Hui Sun, Philipp Hauke, Bing Yang, Zhen-Sheng Yuan, Jürgen Berges e Jian-Wei Pan, “Thermalization dynamics of a gauge teoria su un simulatore quantistico”, Scienza 377 6603, 311 (2022).
[3] Torsten V. Zache, Maarten Van Damme, Jad C. Halimeh, Philipp Hauke e Debasish Banerjee, "Verso il limite del continuum di un modello di Schwinger a collegamento quantico (1 +1) D", Revisione fisica D 106 9, L091502 (2022).
[4] Jad C. Halimeh, Ian P. McCulloch, Bing Yang e Philipp Hauke, "Tuning the Topological θ -Angle in Cold-Atom Quantum Simulators of Gauge Theories", PRX Quantico 3 4, 040316 (2022).
[5] Haifeng Lang, Philipp Hauke, Johannes Knolle, Fabian Grusdt e Jad C. Halimeh, "Localizzazione senza disturbi con protezione del calibro Stark", Revisione fisica B 106 17, 174305 (2022).
[6] Maarten Van Damme, Torsten V. Zache, Debasish Banerjee, Philipp Hauke e Jad C. Halimeh, "Transizioni di fase quantistiche dinamiche nei modelli di collegamento quantistico spin-SU (1 )", Revisione fisica B 106 24, 245110 (2022).
[7] Rasmus Berg Jensen, Simon Panyella Pedersen e Nikolaj Thomas Zinner, "Transizioni di fase quantistiche dinamiche in una teoria di Gauge a reticolo rumoroso", Revisione fisica B 105 22, 224309 (2022).
[8] Jad C. Halimeh e Philipp Hauke, "Teorie di stabilizzazione del calibro nei simulatori quantistici: una breve rassegna", arXiv: 2204.13709.
Le citazioni sopra sono di ANNUNCI SAO / NASA (ultimo aggiornamento riuscito 2022-12-20 03:48:12). L'elenco potrebbe essere incompleto poiché non tutti gli editori forniscono dati di citazione adeguati e completi.
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