超导玻色-哈伯德模拟器中多模量子相变的实验观测
对量子驱动耗散系统中涌现的相变与临界现象的研究,以及能否建立其与平衡态对应关系的理论对应,是当代物理学亟待解决的前沿课题。该工作通过构建由21个超导谐振器组成的一维玻色-哈伯德链,首次在实验平台上观测到多模耗散一级相变现象。当泵浦频率或功率变化时,该相变表现为所有谐振器模式的频率同步跃迁。研究团队通过测量系统在相变过程中的发射光谱,完整表征了“暗态-亮态”相变行为并绘制出全相位图。进一步在转变区域进行的双相切换动力学测量,不仅验证了相变边界线,还测得切换时间在毫秒至143秒区间的广泛分布。基于单模平均场理论和交叉克尔相互作用构建的理论模型,在中低泵浦功率区间成功重现了相变边界特征。该成果为探索非平衡量子多体物理开辟了新途径,标志着利用超导量子电路实现并理解热力学极限下耗散相变的重要进展。
