Quantum phases of matter on a 256-atom programmable quantum simulator

量子模拟器 量子传感器 量子 物理 量子相 量子位元 量子相变 量子成像 量子计算机 量子信息 量子算法 量子纠缠 量子信息科学 量子技术 量子网络 量子力学 量子动力学 开放量子系统
作者
Sepehr Ebadi,Tout T. Wang,Harry Levine,Alexander Keesling,Giulia Semeghini,Ahmed Omran,Dolev Bluvstein,Rhine Samajdar,Hannes Pichler,Wen Wei Ho,Soonwon Choi,Subir Sachdev,Markus Greiner,Vladan Vuletić,Mikhail D. Lukin
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:595 (7866): 227-232 被引量:851
标识
DOI:10.1038/s41586-021-03582-4
摘要

Motivated by far-reaching applications ranging from quantum simulations of complex processes in physics and chemistry to quantum information processing1, a broad effort is currently underway to build large-scale programmable quantum systems. Such systems provide insights into strongly correlated quantum matter2-6, while at the same time enabling new methods for computation7-10 and metrology11. Here we demonstrate a programmable quantum simulator based on deterministically prepared two-dimensional arrays of neutral atoms, featuring strong interactions controlled by coherent atomic excitation into Rydberg states12. Using this approach, we realize a quantum spin model with tunable interactions for system sizes ranging from 64 to 256 qubits. We benchmark the system by characterizing high-fidelity antiferromagnetically ordered states and demonstrating quantum critical dynamics consistent with an Ising quantum phase transition in (2 + 1) dimensions13. We then create and study several new quantum phases that arise from the interplay between interactions and coherent laser excitation14, experimentally map the phase diagram and investigate the role of quantum fluctuations. Offering a new lens into the study of complex quantum matter, these observations pave the way for investigations of exotic quantum phases, non-equilibrium entanglement dynamics and hardware-efficient realization of quantum algorithms.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
lerrygg发布了新的文献求助40
1秒前
bckl888完成签到,获得积分10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
慕青应助蜡笔小鑫采纳,获得30
4秒前
4秒前
喜之郎完成签到,获得积分10
6秒前
充电宝应助chuling采纳,获得10
6秒前
529完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
guositing完成签到,获得积分10
8秒前
Orange应助吕不韦采纳,获得10
9秒前
礼礼发布了新的文献求助10
10秒前
Zyl完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
OO圈圈完成签到,获得积分10
12秒前
LLxiaolong完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
亚亚完成签到 ,获得积分10
15秒前
时尚初柳完成签到,获得积分10
16秒前
shandi完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
机灵的凡松完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
21秒前
火山蜗牛发布了新的文献求助10
23秒前
zmx完成签到 ,获得积分10
25秒前
田様应助七濑采纳,获得10
27秒前
27秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
27秒前
愉快迎南完成签到,获得积分10
30秒前
晴蔷完成签到,获得积分10
32秒前
Mengwei完成签到 ,获得积分10
33秒前
chuling发布了新的文献求助10
33秒前
灵寒完成签到 ,获得积分10
35秒前
不摇碧莲完成签到 ,获得积分10
36秒前
38秒前
Cherish囡囡完成签到,获得积分10
38秒前
情怀应助chuling采纳,获得10
38秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】请使用合适的网盘上传文件 10000
The Oxford Encyclopedia of the History of Modern Psychology 1500
Green Star Japan: Esperanto and the International Language Question, 1880–1945 800
Sentimental Republic: Chinese Intellectuals and the Maoist Past 800
The Martian climate revisited: atmosphere and environment of a desert planet 800
Parametric Random Vibration 800
Building Quantum Computers 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3864347
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3406660
关于积分的说明 10650873
捐赠科研通 3130631
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1726518
邀请新用户注册赠送积分活动 831767
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 780009