对去相位费米气体中强-弱自发对称性破缺的观测

基于对称性的量子物态分类是物理学中最基础的组织原则之一,然而针对混合退相干量子态的类比框架才刚刚兴起。其中核心新概念是“强-弱自发对称性破缺”(SW-SSB)——这种混合量子态中的急剧相变对密度矩阵的任何线性可观测量都不可见,现已被预测存在于各类开放量子系统和受监测量子系统中。该理论还为拓扑量子存储器的可解码性与退相干量子动力学中经典流体力学涌现等迥异现象提供了统一描述框架。本研究首次在量子气体显微镜成像的去相位单组分费米物质中实现了SW-SSB的实验观测。通过基于机器学习高斯参考态构建的量子-经典估计器,研究人员直接获取了诊断SW-SSB的非线性Rényi-1和Rényi-2关联函数,并揭示了去相位费米液体中的长程Rényi序。当引入可公度超晶格后,底层费米子经历金属-绝缘体相变,在完全退相干后表现为明显的SW-SSB相变。该成果揭示了开放量子系统中信息理论相变背后的对称性原理,将朗道对称性范式扩展至真实退相干量子器件的研究领域。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-17 15:09

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