可编程偶极自旋冰的量子相干态

受挫自旋冰系统支持涌现的规范场和表现为磁单极子的分数化准粒子。尽管人工平台已实现了对其直接成像,但对其量子相干动力学的探索仍十分有限。本研究利用超导量子退火器实现了可编程偶极方晶格自旋冰模型,为人工自旋冰开辟了此前未被探索的量子相干新领域。通过建立晶格自旋与物理量子比特间的一一对应映射,并结合工程化扩展耦合,该团队在包含400多个顶点的受挫晶格上实现了有效偶极相互作用。通过调控横向场涨落,研究人员成功探测了狄拉克弦缺陷与相互作用单极子等离子体的实时动力学行为。实验观察到单极子的超扩散输运现象,其标度指数介于经典扩散与弹道运动之间,表明其动力学超越了经典随机弛豫机制,与涌现规范流形中的相干传播特性相符。这些成果确立了可编程量子自旋冰作为研究工程量子材料中分数化激发与涌现规范动力学的可扩展平台。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-03-30 07:44

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