耗散里德伯晶格中的量子捕食者-被捕食者循环

洛特卡-沃尔泰拉模型是远离平衡态系统中捕食者-被捕食者自组织振荡的范式,但在现实生态系统中测试该模型受限于不可控的微观参数。该研究团队提出利用可调谐二维里德堡原子阵列实现量子版本的捕食者-被捕食者动力学。通过基于开放系统离散截断维格纳近似的平均场分析和数值模拟,研究人员证明里德堡激发能在微秒时间尺度上呈现捕食者-被捕食者周期性振荡。结果表明量子相干性会驱动自发对称性破缺,而长程相互作用能稳定全局振荡,防止量子噪声导致的去同步化现象。该工作进一步揭示量子跃迁会诱发准周期振荡,其振幅与系统尺寸平方根成反比。这项研究将捕食者-被捕食者模型拓展至量子领域,并为利用 engineered 多体非平衡效应的量子模拟策略提供了新思路。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-10-30 09:29

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