1INO-CNR BEC Centro e Departamento de Física, Universidade de Trento, Via Sommarive 14, I-38123 Trento, Itália
2Departamento de Física e Astronomia, Universidade de Ghent, Krijgslaan 281, 9000 Gent, Bélgica
3Centro de Física Quântica, Universidade de Innsbruck, 6020 Innsbruck, Áustria
4Instituto de Óptica Quântica e Informação Quântica da Academia Austríaca de Ciências, 6020 Innsbruck, Áustria
5Divisão de Teoria, Instituto Saha de Física Nuclear, HBNI, 1/AF Bidhan Nagar, Calcutá 700064, Índia
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Sumário
Realizações de teorias de calibre em configurações de matéria sintética quântica abrem a possibilidade de sondar fenômenos exóticos salientes em matéria condensada e física de alta energia, juntamente com aplicações potenciais em informações quânticas e tecnologias científicas. À luz dos impressionantes esforços em andamento para alcançar tais realizações, uma questão fundamental em relação às regularizações do modelo de link quântico das teorias de calibre de rede é como elas capturam fielmente o limite da teoria quântica de campo das teorias de calibre. Trabalho recente [79] mostrou por meio de derivações analíticas, diagonalização exata e cálculos de estado de produto de matriz infinita que a física de baixa energia dos modelos de link quântico $1+1$D $mathrm{U}(1)$ se aproxima do limite da teoria quântica de campos já no link pequeno comprimento do giro $S$. Aqui, mostramos que a abordagem desse limite também se presta à dinâmica de têmpera longe do equilíbrio das teorias de calibre de rede, como demonstrado por nossas simulações numéricas da taxa de retorno de Loschmidt e do condensado quiral em estados de produtos de matriz infinita, que funcionam diretamente no limite termodinâmico. Semelhante às nossas descobertas em equilíbrio que mostram um comportamento distinto entre os comprimentos de spin do link meio-inteiro e inteiro, descobrimos que a criticidade emergente na taxa de retorno de Loschmidt é fundamentalmente diferente entre os modelos de link quântico de spin meio-inteiro e inteiro no regime de eletricidade forte -campo de acoplamento. Nossos resultados afirmam ainda que as implementações de última geração de átomos ultrafrios de tamanho finito e dispositivos NISQ de teorias de calibre de rede quântica têm o potencial real de simular seu limite de teoria quântica de campos, mesmo no regime distante do equilíbrio.
Imagem em destaque: Quench dynamics no modelo de link quântico spin-$S$ $mathrm{U}(1)$ no regime de acoplamento fraco dentro do setor-alvo da lei de Gauss. Os resultados são obtidos a partir da técnica de estado de produto de matriz infinita. A evolução temporal de (a,b) a taxa de retorno e (c,d) o condensado quiral mostram convergência rápida para (a,c) semi-inteiro e (b,d) comprimento de spin do link inteiro $S$, embora o caso do inteiro $S$ mostra uma convergência geral mais rápida do que o caso do semi-inteiro $S$. Tanto a taxa de retorno convergente quanto o condensado quiral mostram boa concordância quantitativa para $S$ meio inteiro e inteiro, como evidenciado pelas linhas pretas pontilhadas para $S=4$ em (a,c) [tirado respectivamente de (b,d )] e para $S=7/2$ em (b,d) [retirados respectivamente de (a,c)]. A abordagem do limite termodinâmico na dinâmica de têmpera do condensado quiral no regime de acoplamento fraco para comprimentos de spin de elos (e) $S=7/2$ e (f) $S=4$. Os resultados de tamanho finito são obtidos a partir da diagonalização exata, enquanto aqueles no limite termodinâmico são calculados usando a técnica de estado de produto de matriz infinita. Neste setor de destino, vemos uma convergência muito mais rápida para o limite termodinâmico para inteiro do que para meio inteiro $S$.
Resumo popular
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Citado por
[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 em um simulador quântico”, Ciência 377 6603, 311 (2022).
[3] Torsten V. Zache, Maarten Van Damme, Jad C. Halimeh, Philipp Hauke e Debasish Banerjee, “Rumo ao limite contínuo de um (1 +1) D quantum link Schwinger model”, Revisão Física 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 Quantum 3 4, 040316 (2022).
[5] Haifeng Lang, Philipp Hauke, Johannes Knolle, Fabian Grusdt e Jad C. Halimeh, “Disorder-free localization with Stark gauge protection”, Revisão Física B 106 17, 174305 (2022).
[6] Maarten Van Damme, Torsten V. Zache, Debasish Banerjee, Philipp Hauke e Jad C. Halimeh, “Transições de fase quântica dinâmicas em modelos de link quântico spin-S U (1)”, Revisão Física B 106 24, 245110 (2022).
[7] Rasmus Berg Jensen, Simon Panyella Pedersen e Nikolaj Thomas Zinner, “Transições de fase quântica dinâmicas em uma teoria de calibre de rede ruidosa”, Revisão Física B 105 22, 224309 (2022).
[8] Jad C. Halimeh e Philipp Hauke, “Stabilizing Gauge Theories in Quantum Simulators: A Brief Review”, arXiv: 2204.13709.
As citações acima são de SAO / NASA ADS (última atualização com êxito 2022-12-20 03:48:12). A lista pode estar incompleta, pois nem todos os editores fornecem dados de citação adequados e completos.
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