探索可编程量子模拟器中的涌现预热动力学与共振熔化现象
孤立量子系统在猝灭后的动力学行为对材料科学、高能物理和量子化学多个领域具有核心意义。这类远离平衡态的量子动力学涉及热化、非平衡相变和Floquet相位工程等复杂现象,尤其在高维系统中数值模拟极具挑战性。该研究团队采用可编程中性原子量子模拟器,系统研究了包含180个量子位的自旋模型猝灭动力学。通过将系统初始化为乘积态并在广泛参数空间进行猝灭,研究人员发现了多个稳定的、性质迥异的动力学区域。这些区域的鲁棒性源于类Floquet预热稳恒态——强动力学约束在涌现的长时标上使其保持稳定。此外,研究人员观察到动力学响应中的尖锐峰,定量分析表明这是预热化结构通过共振熔解所致。在二维系统中,该工作发现随着系统尺寸增大而收敛的急剧动力学响应变化,这与尼尔序缺陷的增殖相关,预示着不存在平衡态对应的动力学相变。这些结果揭示了量子预热化与涌现动力学相之间的复杂相互作用,展现了量子模拟器在揭示非平衡量子多体现象方面的独特价值。
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