Probeando fenómenos críticos en sistemas cuánticos abiertos utilizando matrices de átomos

Área de la Ciencia:

• La física cuántica
• Física de la materia condensada
• Simulación cuántica

Sus antecedentes:

• Las transiciones de fase continuas en sistemas cuánticos de muchos cuerpos conducen a comportamientos emergentes.
• Los puntos críticos cuánticos se caracterizan por las correlaciones de la ley de potencia con dimensiones de escala universal.
• Los desafíos experimentales incluyen la decoherencia, la desaparición de las brechas de energía y los efectos de frontera.

Objetivo del estudio:

• Para observar directamente las correlaciones de la ley de potencia en puntos críticos cuánticos.
• Para extraer las dimensiones de escala universal experimentalmente.
• Investigar la criticidad cuántica en sistemas cuánticos diseñados.

Principales métodos:

• Utilizó un simulador cuántico de Rydberg para preparar adiabáticamente los estados fundamentales críticos.
• Estudió los sistemas de anillo unidimensional y de celosía cuadrada bidimensional.
• Tener en cuenta y ajustar la apertura del sistema utilizando una escala de longitud fenomenológica.

Principales resultados:

• Correlaciones de la ley de potencia observadas directamente en el simulador cuántico.
• Extrajo con éxito las dimensiones de escala universal correspondientes.
• Demostró la capacidad de los simuladores de Rydberg para estudiar la criticidad cuántica.

Conclusiones:

• Los simuladores cuánticos de Rydberg pueden sondear experimentalmente las correlaciones de la ley de potencia y las dimensiones de escala.
• La apertura del sistema de afinación es crucial para la observación de fenómenos críticos cuánticos.
• Este trabajo proporciona un enfoque complementario a los circuitos cuánticos digitales y el mecanismo de Kibble-Zurek.