基于淬火动力学的偶极XY模型里德堡模拟器中元激发光谱研究

时间：2025年6月20日

来源：SCIENCE

编辑推荐：

来自国际顶尖团队的研究人员通过里德堡量子模拟器，开发了名为"淬火光谱(quench spectroscopy)"的创新方法，用于探测多体系统中的低能元激发。该研究在自旋-1/2偶极XY模型的二维模拟中，通过淬火后空间自旋关联动力学的微观测量，首次同时获取了铁磁和反铁磁耦合下的元激发色散关系，揭示了幂律相互作用对多体系统激发谱的关键影响。

在探索多体系统基本特性的研究中，元激发(elementary excitations)的性质和能谱具有决定性意义。这项突破性工作利用里德堡(Rydberg)量子模拟器展示了一种称为淬火光谱(quench spectroscopy)的新型探测技术。研究人员在自旋-1/2偶极XY(dipolar XY)模型的二维模拟中，通过精密测量淬火(quench)后的空间自旋关联动力学，成功提取出铁磁(ferro-)和反铁磁(anti-ferromagnetic)两种耦合情况下的元激发色散关系。有趣的是，铁磁体表现出线性自旋波(spin waves)特征的元激发行为，而反铁磁体中的自旋波则呈现衰减现象，暗示存在显著的非线性效应。这项研究不仅验证了淬火光谱方法的有效性，更揭示了幂律相互作用(power-law interactions)在多体系统激发谱中的核心作用，为量子模拟领域提供了重要范例。