The simplest quantum model supporting the Kibble-Zurek mechanism of topological defect production: Landau-Zener transitions from a new perspective
结果表明,Landau-Zener模型的动力学行为可以用非平衡相变中拓扑缺陷产生的Kibble-Zurek理论精确描述.最简单的量子模型展示Kibble-Zurek机制。发现了Landau-Zener动力学的一种新的直观描述。
2005-06-06 cond-mat.other hep-th quant-ph
Post-Critical Meson Dynamics of Kibble-Zurek Excitations in a 5,564-Qubit Quantum Annealer
Jagiellonian University(雅盖隆大学);Jožef Stefan Institute(约瑟夫斯特凡研究所)
研究利用量子退火研究纵向偏置量子伊辛链,通过能量尺度重标度等方法,发现缺陷密度符合预期交叉,而介子演化因临界后畴模式局域化被中断,展示大规模量子退火器可探究临界激发在缺陷计数外的命运。
2026-07-16 quant-ph
Experimentally verifying anti-Kibble-Zurek behavior in a quantum system under noisy control field
Kibble-Zurek机制(KZM)是一种普遍的理论框架,它原则上可以描述任何具有对称性的体系中的相变现象。然而,在铁电相变的研究中报道了一个被称为反KZ行为的相互矛盾的观察结果,其中较慢的驱动导致更多的拓扑缺陷[S. M. Griffin,et al. Phys. Rev. X. 2,041022(2012)]。虽然这项研究意义重大,但迄今为止,其实验模拟一直很少见。在这篇工作中,我们用一个单一的Yb离子在三种量子相变协议中实验证明了在噪声控制场下的反KZ行为。研究了缺陷密度随淬火时间和噪声强度的变化规律。我们的实验验证,最佳的淬火时间,以尽量减少激励规模作为一个普遍的功率定律的噪声强度。我们的研究为二能级系统中这种反KZ行为的量子模拟奠定了基础,并揭示了量子退火等绝热协议的局限性。
2020-08-03 quant-ph
Kibble-Zurek Mechanism in the Open Quantum Rabi Model
Università degli Studi di Napoli Federico II(那不勒斯费德里科二世大学);INFN, Sezione di Napoli(意大利国家核物理研究所那不勒斯分部);SPIN-CNR(凝聚态物理特殊相互作用中心)
研究揭示开放量子Rabi模型中Ohmic浴诱导的Berezinskii-Kosterlitz-Thouless相变,展示激发能遵循Kibble-Zurek幂律缩放,非马尔可夫记忆维持非平衡标度完整性。
2026-03-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum simulation of Kibble-Zurek mechanism with a semiconductor electron charge qubit
Kibble-Zurek机制描述了对称性破缺相变中的拓扑结构,它可能表现为早期宇宙中的宇宙弦或超流体中的涡旋线。在Kibble-Zurek机制和教科书量子现象之间的一个特别有趣的类比,Landau-Zener跃迁已经被发现,但迄今为止很难观察到。近年来,人们对使用不同的良好控制的物理设置的量子模拟产生了广泛的兴趣,其中完全可调谐性允许访问未探索的参数机制。在这里,我们展示了一个证明的原理量子模拟的Kibble-Zurek机制使用一个单电子电荷量子比特的双量子点,设置为表现为朗道-齐纳动力学。我们测量的量子比特状态作为驱动脉冲速度的函数,并成功地再现Kibble-Zurek一样的拓扑缺陷密度对淬火速率的依赖性。半导体二能级系统的高度可控性使其成为检验拓扑缺陷形成过程关键要素的平台,并为非平衡相变研究提供了新的视角。
2013-01-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Kibble-Zurek Meets Tricriticality: Breakdown of Adiabatic-Impulse and New Scaling Forms
Institute for Advanced Study, Tsinghua University(清华大学高等研究院)
研究Kibble-Zurek效应在三临界点附近的行为,揭示绝热-脉冲场景失效并提出新的标度形式。
2025-11-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Fokker-Planck formalism approach to Kibble-Zurek scaling laws and non-equilibrium dynamics
利用Fokker-Planck方法研究了简化的Ginzburg-Landau模型中二阶相变的非平衡动力学。特别是,我们专注于推导的Kibble-Zurek标度律,决定淬火速率的空间相关性的依赖。在过阻尼和欠阻尼动力学的极限情况下,Fokker-Planck方法证实了Kibble-Zurek标度理论的理论预测。所开发的框架是计算效率高,使预测的有限尺寸标度功能,并适用于微观模型,以及它们的流体动力学近似。我们证明了这种扩展的适用范围,通过分析非平衡线性锯齿形结构的相变在离子库仑晶体限制在一个陷阱与周期性的边界条件。
2017-02-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Separation of the Kibble-Zurek Mechanism from Quantum Criticality
Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS)(基础科学高等研究院);Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)(基础科学研究院);Beijing Institute of Mathematical Sciences and Applications (BIMSA)(北京数学与应用研究所);Max Planck Institute for the Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所)
研究探讨了Kibble-Zurek机制与量子临界性之间的关系,发现其并不总是成立,指出在穿越临界点时缺陷密度可能比Kibble-Zurek预测更快地被抑制,而在非临界点则可能保持传统Kibble-Zurek行为。
2026-02-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Double universality of a quantum phase transition in spinor condensates: the Kibble-Żurek mechanism and a conservation law
本文研究了超冷原子自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体中从反铁磁到相分离基态的相变。我们证明了两个标度律的发生,自旋波动的数量后的相变,并在最终的,稳定的配置自旋域的数量。只有第一个缩放可以用标准的Kibble-tourek机制来解释。我们解释了两个标度律的发生模型,包括后选择的自旋域由于凝聚磁化守恒。
2012-08-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Kibble-Zurek scaling from linear response theory
本文证明线性响应理论与Kibble-Zurek机制在量子相变描述中一致,并利用弛豫时间严格论证能隙作为弛豫率,验证额外功呈现Kibble-Zurek标度。
2022-03-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dynamical Ginzburg criterion for the quantum-classical crossover of the Kibble-Zurek mechanism
我们引入一个简单的晶格模型的标准,以定量预测Kibble-Zurek机制的经典和量子标度之间的交叉,如在一维晶格上的量子$ϕ^4$模型中观察到的那样[Phys. Rev. Lett. 116,225701(2016)]。通过对一维任意自旋$s$($s \geq 1/2$)的横向场量子伊辛模型的实验,我们证实了交叉是晶格临界模型的一个普遍特征.利用张量网络方法,我们充分刻画了该模型的平衡态性质,并利用动力学Ginzburg判据定位了量子临界区。我们数值模拟的Kibble-Zurek淬火动力学,并显示我们的图片的有效性,也根据有限时间标度分析。
2019-05-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Kibble-Zurek scaling of the one-dimensional Bose-Hubbard model at finite temperatures
我们使用张量网络方法-矩阵乘积状态,树张量网络,和局部纯化张量网络-模拟一维玻色-哈伯德模型为零和有限的温度在实验上可访问的制度。我们首先通过描述系统的Mott和超流特征来探讨热涨落对系统基态的影响。然后,我们研究了跳跃参数猝灭引起的失平衡动力学行为。我们确认了零温度的Kibble-Zurek标度,并描述了有限温度行为,我们通过一个简单的参数解释。
2018-11-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Spatial Kibble-Zurek mechanism through susceptibilities: the inhomogeneous quantum Ising model case
研究了横向非均匀磁场中的量子伊辛模型。这样一个系统可以通过精确对角化数值逼近,通过重整化群技术解析逼近。然而,通过采用Kibble-Zurek非平衡相变理论来描述平衡时的空间非均匀系统,可以获得对其物理的基本见解。我们采用所有这些方法,并专注于衍生物的纵向和横向磁化,这有极值附近的临界点。我们将讨论如何使用这些极值定位的临界点和验证的Kibble-Zurek尺度预测的空间淬火。
2017-10-26 cond-mat.other cond-mat.stat-mech quant-ph
Anti-Kibble-Zurek Behavior in Crossing the Quantum Critical Point of a Thermally Isolated System Driven by a Noisy Control Field
我们发现,一个热孤立系驱动跨越量子相变的噪声控制领域表现出反Kibble-Zurek行为,从而更慢的驱动结果在更高的激发。我们的特征作为斜坡率和噪声强度的函数的激励密度。最佳的驱动时间,以尽量减少激励示出的规模作为一个普遍的功率定律的噪声强度。我们的研究结果揭示了绝热协议,如量子退火的局限性,并证明了最佳斜坡率的普遍性。
2016-08-19 cond-mat.other quant-ph
Observation of generalized Kibble-Zurek mechanism across a first-order quantum phase transition in a spinor condensate
Kibble-Zurek机制提供了一个统一的理论来描述当系统被驱动通过二阶量子相变时动力学中的普适标度律。然而,对于一阶量子相变,Kibble-Zurek机制通常不适用。在这里,我们的实验证明和理论分析的幂律缩放的动力学自旋1凝聚物跨越一阶量子相变时,系统被缓慢地从极性相驱动到反铁磁相。我们表明,这种幂律缩放可以描述一个广义Kibble-Zurek机制。此外,通过实验测量的自旋布居,我们显示的幂律缩放的自旋激发的时间开始相对于淬火率,这与我们的数值模拟结果吻合得很好。我们的结果为进一步探索广义Kibble-Zurek机制,理解一阶量子相变的动力学打开了大门。
2020-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Kibble--Zurek Mechanism and Defect Freezing in Imbalanced-Pairing Kitaev Models
Department of Physics, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS)(基础科学高等研究院物理系);School of Quantum Physics and Matter Science, Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)(基础科学研究院量子物质科学学院);Beijing Institute of Mathematical Sciences and Applications (BIMSA)(北京数学与交叉科学研究院);Max Planck Institute for the Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);New Uzbekistan University(新乌兹别克斯坦大学);Department of Physics, Sharif University of Technology(谢里夫理工大学物理系)
该研究探究非平衡配对Kitaev模型跨越临界点与例外点的驱动动力学,发现配对不平衡参数正负时缺陷密度遵循不同Kibble-Zurek标度,且时间反演对称破缺区域会出现缺陷冻结现象。
2026-09-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Resolving chiral transitions in Rydberg arrays with quantum Kibble-Zurek mechanism and finite-time scaling
本文提出利用量子Kibble-Zurek动力学和双向扫描方法,在Rydberg原子阵列中实验诊断周期-3与周期-4相边界处的手征相变,区分浮动相并提取全部临界指数。
2024-03-05 cond-mat.str-el quant-ph
One-half of the Kibble-Zurek quench followed by free evolution
我们将横向场中的一维量子伊辛链从顺磁相驱动到临界点,并研究其在那里的自由演化。我们分析了这样一个系统的激发在临界点和动力学的横向磁化和Loschirton回波在自由演化过程中。我们讨论了如何从非平衡相变的Kibble-Zurek理论的系统尺寸和淬火诱导的标度关系编码的准周期性的时间演化的横向磁化和Loschirm回波。
2018-07-31 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Dissipation-Induced Deviations from Kibble-Zurek Scaling in Non-Hermitian Quantum Annealing
Sharif University of Technology(谢里夫理工大学);Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS)(基础科学高等研究所);Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)(基本科学研究院)
研究非厄米横场Ising模型中的量子退火问题,发现耗散导致缺陷密度呈现标准Kibble-Zurek标度、反Kibble-Zurek行为及快于Kibble-Zurek预测的抑制,并基于激发概率解释了这些偏离。
2026-08-07 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Varying quench dynamics in the transverse Ising chain: the Kibble-Zurek, saturated, and pre-saturated regimes
本文研究横向伊辛链中从慢到快淬灭的动力学,发现介于Kibble-Zurek与饱和区之间的预饱和区,并通过绝热-脉冲近似和严格分析揭示标度律变化及关联函数衰减行为转变。
2023-11-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Kibble-Zurek physics in long-range transverse-field Ising models
我们分析了在一维横场伊辛模型中发生的量子相变,该模型具有随距离代数衰减的长程耦合。我们感兴趣的Kibble-Zurek通用标度律出现在非平衡动力学和在一个现实的实验装置的基础上捕获离子的这种行为的明确观察的潜力。为此,我们确定了该模型的相图和临界指数表征其量子相变的密度矩阵重整化群计算和有限尺寸标度理论,这使我们能够得到很好的估计不同范围的铁磁和反铁磁相互作用。除了临界平衡性质,我们解决了一个非平衡的情况下,量子Kibble-Zurek标度律可能会被检索。在这里,它被发现,预测的非平衡普遍的行为,即作为淬火速率和临界指数的函数的标度律,可以观察到在系统中,包括实验上可行的自旋数。最后,介绍了一种利用囚禁离子的数字量子模拟精确模拟代数衰减耦合的方案。我们的研究结果表明,量子Kibble-Zurek物理可以探索和观察在国家的最先进的实验与捕获的离子实现远程伊辛模型。
2019-06-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Photon production from the vacuum close to the super-radiant transition: When Casimir meets Kibble-Zurek
动态卡西米尔效应(DCE)预言了由于电磁场\cite{casimir1,casimir2}的量子涨落的参量放大而从真空中产生光子。这种效应的验证在光学系统中仍然是难以捉摸的,由于其实验实现的非常苛刻的要求。这通常需要非常快速地改变问题的边界条件,例如高频驱动容纳场的腔的反射镜的位置。在这里,我们表明,集体耦合到一个腔的电磁场(从而体现了量子迪克模型\cite{dicke}),在低频率和接近量子相变驱动的二能级原子的合奏,刺激生产的光子从真空。这为通过最近发现的杰出实验演示\cite{esslinger}的机制来有效模拟DCE铺平了道路。发射的辐射的光谱特性反映了系统的临界性质,并允许我们将DCE的检测与Kibble-Zurek机制联系起来,该机制用于在跨越连续相变\cite{KZ1,KZ2}时产生缺陷。我们说明了我们的建议,通过解决一个简单的腔量子电动力学(cQED)设置立即实验实现的功能。
2012-02-02 quant-ph
Spontaneous Quantum Turbulence in a Newborn Bose-Einstein Condensate via the Kibble-Zurek Mechanism
University of Luxembourg(卢森堡大学);Christ University(基督大学);Donostia International Physics Center(圣塞巴斯蒂安国际物理中心)
本研究通过Kibble-Zurek机制在热淬火诱导的玻色-爱因斯坦凝聚过程中生成自发量子湍流,并通过非平衡普遍性验证其特性。
2026-07-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Analytical derivation and extension of the anti-Kibble-Zurek scaling in the transverse field Ising model
本研究解析推导了高斯白噪声下横向场Ising模型的反Kibble-Zurek标度,发现大噪声时可用绝热近似替代微分方程求解,并确定了最小化缺陷密度的参数。
2024-09-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Structural defects in ion crystals by quenching the external potential: the inhomogeneous Kibble-Zurek mechanism
研究了离子链在高度各向异性阱中的非平衡动力学,当横向阱频率被猝灭时,离子链经历从线性到锯齿形结构的连续相变。在朗道理论中,当通过激光冷却阻尼振动运动时,确定对应于锯齿形结构的横向尺寸的序参量的方程。在横向陷获频率的线性淬火过程中产生的结构缺陷的数量进行了预测和数值验证。它示出服从缩放预测的Kibble-Zurek机制,当扩展到考虑到空间不均匀性的离子链在线性保罗陷阱。
2010-02-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Verified Universal Breakdown of Kibble-Zurek Scaling in Fast Quenches
本研究利用单个囚禁离子量子比特模拟快速量子淬火,实验验证了快淬火区缺陷密度脱离 Kibble-Zurek 速率标度、转而随淬火范围普适标度的理论预测。
2025-06-07 quant-ph
Majorana Edge Modes Reshape Kibble-Zurek Scaling in Kitaev Honeycomb Ribbons
Korea University(高丽大学);University of Gdansk(格但斯克大学)
该研究以Kitaev蜂窝模型为对象,对比锯齿形带、扶手椅形带与周期性管,发现马约拉纳边缘模式会改变基布尔-祖雷克标度,为拓扑物质的可编程模拟提供几何分辨基准。
2026-10-21 cond-mat.str-el quant-ph
Kibble-Zurek scaling in quantum speed limits for shortcuts to adiabaticity
几何量子速度限制量化了量子态可以改变的速率与在演化期间消耗的资源之间的权衡。反绝热驱动是一种独特的工具,从捷径到绝热性,以加速量子动力学,同时完全抑制非平衡激发。我们表明,量子速度限制counterdiabatically驱动系统进行量子相变完全编码的Kibble-Zurek机制,正确预测从绝热到脉冲制度的过渡。我们的研究结果证明了三种情况下,即横向场伊辛,朗道-齐纳和Lipkin-Meshkov-Glick模型。
2020-07-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Observation of Near-Critical Kibble-Zurek Scaling in Rydberg Atom Arrays
本文在可重构里德伯原子阵列平台上实验证明,通过同步标度系统尺寸与锯齿形几何结构,可在近临界过渡区保留精确的Kibble-Zurek标度,为量子模拟中相变研究提供了更实用的方法。
2025-05-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Non-Hermitian Kibble-Zurek mechanism with tunable complexity in single-photon interferometry
量子物质的非厄米描述最近取得了令人印象深刻的进展,在理解其拓扑性质或例外点(临界点的非厄米对应物)的物理学等核心方面取得了重大进展。在这里,我们使用单光子干涉术重建的非埃尔米特Kibble-Zurek机制和其独特的标度行为的例外点,通过模拟执行缓慢的参数斜坡后的缺陷生产。重要的是,我们还能够实现更高阶的异常点,为理论预测的特征Kibble-Zurek缩放行为提供实验途径。我们的工作是增加非厄米量子时间演化实验复杂性的关键一步。因此,它也进一步推动了将前沿从纯粹的单粒子物理学转向多体领域中日益复杂的环境的探索。
2020-04-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Kibble-Zurek mechanism in quantum link model
研究了量子链模型的受驱动临界动力学,其哈密顿量描述了一维$U(1)$格点规范理论。我们发现在失超后出现了由规范场和物质场激发组成的组合拓扑缺陷。此外,由于高斯定律的约束,规范场和物质场的激发比为$1/2$。我们发现,这些组合拓扑缺陷的缩放满足通常的Kibble-Zurek机制。我们验证了在整个驱动过程中,电通量和纠缠熵都满足有限时间标度理论。可能的实验实现进行了讨论。
2019-10-03 cond-mat.stat-mech hep-lat quant-ph
Inhomogeneous Kibble-Zurek mechanism: vortex nucleation during Bose-Einstein condensation
本文将Kibble-Zurek机制应用于热气体中涡旋的自发形成,研究了温度猝灭通过玻色-爱因斯坦凝聚的临界值.虽然在均匀的情况下,涡旋成核总是预期的,我们表明,它可以被完全抑制在存在的限制潜力,每当进行冷凝的空间前的速度低于阈值速度。否则,几何形状和因果关系之间的相互作用,导致不同的比例法则的密度的旋涡作为淬火率的函数,我们也说明了一个环形的捕获潜力的情况下。
2011-06-20 cond-mat.quant-gas physics.gen-ph quant-ph
Crossover from the classical to the quantum Kibble-Zurek scaling
Kibble-Zurek(KZ)假设确定了临界系统的平衡动力学中的相关时间尺度,采用在平衡时有效的概念:它预测了在猝灭后立即形成的缺陷在经典和量子相变中的比例,作为猝灭速度的函数。在这里,我们研究了由慢淬火,这是由量子相变的临界性质,和由于更快的淬火,其中的动力学往往是很好地描述了经典模型的激发规定的缩放之间的交叉。我们估计的淬火率,分离两个政权的值,并支持我们的论点,使用数值模拟的平衡多体动力学。对于一个$ϕ^4$模型的特定情况下,我们证明了这两个政权表现出两个不同的幂律标度,这是在协议的KZ理论时,适用于量子和经典的情况。这一结果有助于扩展Kibble-Zurek机制的预测能力,并为冷原子和离子系统中最近的实验观察提供了见解。
2016-05-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
General Analytical Method of Kibble-Zurek Mechanism for Exact Prediction of Topological Defects Production
在非平衡相变领域,Kibble-Zurek机制(KZM)无疑是一个重要的发现,它指出在复杂的非平衡连续相变中,某些普适的标度规则适用于从量子到宇宙的广泛物理系统。然而,除了在特定情况下的一些标度关系,基于代数的KZM不能提供更多的细节的拓扑缺陷产生的法律。在这项工作中,我们提出了一个基于分析的KZM,可以准确地预测拓扑缺陷的产生,对于给定的淬火条件。与传统的KZM理论相比,该理论具有更高的精度和更广泛的适用性,特别是在非线性猝灭条件和非均匀结构体系中,具有更明显的优势。我们的工作揭示了非平衡相变的基本和内在机制,为精确描述和控制拓扑缺陷的产生开辟了新的途径。
2021-04-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
Universal anti-Kibble-Zurek scaling in fully-connected systems
研究了包含量子相变的开放量子系统的猝灭动力学。在孤立的情况下,涉及的相变的淬火动力学表现出一些与淬火速率的标度关系所预测的著名的Kibble-Zurek机制。然而,在与环境接触时,这些标度律崩溃,并且可以观察到反Kibble-Zurek行为:较慢的斜坡导致较少的绝热动力学,从而随着淬火时间增加非绝热效应。与以前的工作相比,我们在这里表明,这种反Kibble-Zurek标度可以获得一个普遍的形式,在这个意义上说,它是由平衡临界指数的相变,提供的激发态的系统表现出奇异的行为,观察到的全连接模型。这表明了新的通用标度律授予的系统-环境相互作用的关键系统。我们说明这些发现在两个完全连接的模型,即量子拉比和Lipkin-Meshkov-Glick模型。此外,我们还讨论了非线性斜坡和有限尺寸系统的影响。
2020-06-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Kibble-Zurek mechanism and errors of gapped quantum phases
本文提出一种将缺陷映射为误差的数值方案,用于估计Kibble-Zurek标度指数,并在多种自旋1/2模型中验证,同时提出数字量子计算机上拓扑相变淬火动力学的实现方案。
2024-06-16 cond-mat.str-el quant-ph
Observation of the Kibble-Zurek scaling law for defect formation in ion crystals
在有限速率下的破缺相变的运动可以导致具有不相容对称性的因果分离区域以及在其边界处形成缺陷。缺陷的形成遵循Kibble-Zurek机制(KZM)所规定的普遍标度律,该机制对量子和统计力学、凝聚态物理和宇宙学等领域的相变研究很重要。在这里,我们观察到的KZM在冷囚禁离子的晶体,这是有利于结构相的精确控制和缺陷的检测。实验证实了一个标度律的指数为2.68 +/- 0.06,从有限的非均匀情况下的KZM预测。这样的精确度使得使用离子晶体进行经典和量子统计力学的定量测试成为可能。
2014-08-25 cond-mat.other quant-ph
Restoring Kibble-Zurek Scaling and Defect Freezing in Non-Hermitian Systems under Biorthogonal Framework
本研究基于含时双正交量子形式构建理论框架,解决非厄米系统非绝热动力学争议,恢复Kibble-Zurek标度并发现缺陷冻结现象。
2024-10-31 cond-mat.other quant-ph
Quantum and classical coarsening and their interplay with the Kibble-Zurek mechanism
本研究利用标度理论建立量子与热涨落所致粗化动力学及其与 Kibble-Zurek 机制相互作用的普适框架,并提出在里德堡原子阵列等合成量子多体系统中观测的实验方案。
2024-01-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Dynamics of longitudinal magnetization in transverse-field quantum Ising model: from symmetry-breaking gap to Kibble-Zurek mechanism
我们证明了在横向磁场中量子伊辛模型的破缺能隙可以从磁场逐渐淬灭后发生的纵向磁化的自由演化中提取出来。为此,我们进行数值模拟的伊辛链与周期性或开放的边界。我们还研究了纵向磁化的绝热演化的条件,发现我们的模拟和预测的基础上的非平衡相变的Kibble-Zurek理论之间的极好的协议。我们的研究结果应该是相关的正在进行的冷原子和离子实验的目标无论是平衡或动力学方面的量子相变。它们也可以用于对D-Wave机器进行基准测试。
2020-01-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Kibble-Zurek scaling in the Yang-Lee edge singularity
研究了具有虚破缺场的有限大小量子伊辛链中Yang-Lee边奇点临界点附近的驱动动力学。与传统的经典或量子相变相反,这些相变是通过调节非厄米系统中的耗散强度而引起的,并且甚至可以在有限尺寸下发生。对于传统的相变,跨临界点的驱动动力学中的普遍行为通常由Kibble-Zurek机制描述,该机制指出动力学中的缩放由与一个临界点相关联的临界指数决定,并且在淬火之后将出现拓扑缺陷。虽然导致拓扑缺陷的机制在YLES中被打破,我们发现,对于小的晶格尺寸,驱动动力学仍然可以描述的Kibble-Zurek标度与由$(0+1)$维YLES确定的指数。然而,对于中等的有限尺寸,驱动动力学可以描述的Kibble-Zurek标度与两组临界指数确定的$(0+1)$维和$(1+1)$维YLES。
2016-12-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Quenching, Fast and Slow: Breaking Kibble-Zurek Universal Scaling by Jumping along Geodesics
本文提出沿量子系统测地线跳跃以快进绝热动力学,避免额外哈密顿量,并在自旋-1/2 XY模型中解析与数值证明缺陷密度平台与速率无关,打破Kibble-Zurek普适标度。
2025-10-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
Universal finite-time thermodynamics of many-body quantum machines from Kibble-Zurek scaling
通过考虑多体量子奥托循环,我们证明了量子机器有限时间热力学中普遍特征的存在,在该循环中,工作介质在幺正冲程期间被驱动越过量子临界点.具体来说,我们考虑一个由耗散能量和放松浴驱动的量子引擎。我们表明,在非常一般的条件下,输出工作是由Kibble-Zurek机制,即,它表现出一个通用的幂律缩放与驱动速度通过临界点。我们还优化了有限时间热力学作为驱动速度的函数。最大功率和相应的效率采取普遍的形式,并达到由临界指数控制的最佳速度。考虑横场伊辛自旋链作为工作介质,我们改进了我们的结果。对于这个模型,我们还展示了效率和功率如何随着发动机变得至关重要而变化。
2020-11-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Hybridized Kibble-Zurek scaling in the driven critical dynamics across an overlapping critical region
传统的Kibble-Zurek标度描述了驱动动力学中跨单个临界区域的标度行为。在本文中,我们研究的驱动动力学跨越一个重叠的关键区域,其中一个关键区域(区域A)被另一个关键区域(区域B)覆盖。我们发展了一个杂化Kibble-Zurek标度(HKZS)来描述驱动过程中的标度行为。根据HKZS,重叠区域的驱动动力学可以同时用A区和B区的临界理论来描述。这导致对重叠临界区域中的缩放函数的约束。我们以虚场中的量子伊辛链为例。在该模型中,Yang-Lee边缘奇异性的临界区域与铁磁-顺磁相变点的临界区域相互重叠。我们通过模拟在这个重叠区域的驱动动力学数值确认HKZS。本文还讨论了其它模型中的HK_∞。
2017-12-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Observation of many-body quantum phase transitions beyond the Kibble-Zurek mechanism
多体相变的量子临界行为是量子物理学中最吸引人的问题之一。本文改进了能带映射方法,研究了从超流到莫特绝缘体的量子相变,观察到了在动力学稳态弛豫区和相位振荡区的量子相变临界行为.基于不同的观测量,观察到两个不同的值相同的量子临界参数。这一结果超出了被称为Kibble-Zurek机制的量子相变的普适标度律描述,并表明多量子临界机制在非均匀系统的多体量子相变实验中竞争。
2021-11-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Rotation Breaks Kibble-Zurek Universality
Christ University(克里斯特大学);Kindai University(近畿大学);University of Luxembourg(卢森堡大学);Donostia International Physics Center(圣塞巴斯蒂安国际物理中心)
研究表明陷阱旋转可打破KZ普适性,使涡旋数接近FO值,低频时恢复KZ标度,并可通过钉扎势形成有序晶格,为临界动力学提供控制手段。
2026-10-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
The Kibble Zurek Mechanism of Topological Defect Formation in Quantum Field Theory with Matrix Product States
本文用均匀矩阵乘积态研究了相对论$D = (1 + 1)$标量场理论中的Kibble Zurek机制。在动量空间$G_{2}(k)$中的等时两点函数被近似为系统在各种不同的猝灭率$τ_{Q}$下被驱动通过量子相变。我们专注于寻找系统中拓扑缺陷形成的签名,并证明了两点函数$G_{2}(k)$显示两个特征尺度,缺陷密度$n$和扭结宽度$d_{K}$的图像的一致性。因此,$G_{2}(k)$为缺陷的形成提供了清晰的标记,并为系统中的缺陷密度提供了明确的测量。这些结果为张量网络作为相对论性量子场论的强有力的非微扰非平衡方法提供了一个基准,为未来高能物理和宇宙学的研究提供了一种有前途的技术。
2018-08-13 hep-lat quant-ph
Observation of an anomaly in the statistics of Kibble-Zurek defects
National Energy Research Scientific Computing Center, Lawrence Berkeley National Laboratory(国家能源研究科学计算中心,劳伦斯伯克利国家实验室);QuEra Computing Inc.(QuEra 计算公司);Boston University(波士顿大学);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校)
该研究通过量子模拟器观察到Kibble-Zurek机制中缺陷统计的异常,揭示了非临界粗化动力学与缺陷形成之间的联系。
2025-12-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Anti-Kibble-Zurek behavior of a noisy transverse-field XY chain and its quantum simulation with two-level systems
研究了受噪声控制场驱动的横场XY链的动力学行为。我们表征的缺陷密度作为淬火时间和噪声强度的函数,并表明,具有不同的标度指数的三个淬火协议的缺陷生产表现出反Kibble-Zurek行为,从而较慢的驱动导致更多的缺陷。实验方案分别是通过顺磁相和铁磁相的分界线淬火、通过孤立的多临界点淬火和沿无间隙线淬火。我们还表明,最佳淬火时间,以尽量减少缺陷规模作为一个普遍的功率定律的噪声强度在所有三种情况下。此外,通过在赝动量空间中对具有良好Landau-Zener交叉的自旋系统的猝灭动力学进行量子模拟,我们提出了一个实验上可行的方案来检验这种具有可控涨落的噪声横场XY链的反Kibble-Zurek行为.
2017-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Kibble-Zurek dynamics in an array of coupled binary Bose condensates
自发对称性破缺的普适动力学是理解从早期宇宙、凝聚态系统到超冷原子系统中自发缺陷形成的普适行为的核心。研究了光晶格中耦合的二元原子玻色-爱因斯坦凝聚体阵列的普适实时动力学,该系统经历了从对称拉比振荡到对称破缺自陷的自发对称性破缺.除了Goldstone模外,还存在激发能隙在临界点处消失的带隙Higgs模。在缓慢通过临界点的过程中,我们解析地发现,破缺动力学服从Kibble-Zurek机制。从分支延迟和区域形成的标度中,我们数值提取了两个Kibble-Zurek指数$b_{1}=ν/(1+νz)$和$b_{2}=1/(1+νz)$,它们给出了静态相关长度临界指数$ν$和动态临界指数$z$ .我们的方法提供了一个有效的方法来同时确定的临界指数$ν$和$z$的连续相变。
2016-03-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Universal Statistics of Vortices in a Newborn Holographic Superconductor: Beyond the Kibble-Zurek Mechanism
以有限速率穿越连续相变导致绝热动力学的崩溃和拓扑缺陷的形成,正如著名的Kibble-Zurek机制(KZM)所预测的那样。我们调查普遍的签名超越KZM,通过表征的热淬火导致形成的全息超导体中产生的旋涡的分布。涡旋的完整计数统计由二项分布描述,其中平均值由KZM决定,高阶累积量与猝灭时间共享普适的幂律标度。与大的波动相关联的极端事件不再表现出幂律行为的淬火时间,其特征在于由一个通用的形式的威布尔分布不同的淬火率。
2021-06-10 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Kibble-Zurek scaling in the quantum Ising chain with a time-periodic perturbation
本文通过解析分析含时间周期扰动的横场伊辛链中的缺陷密度,证明尽管非微扰贡献在绝热极限下不为零,量子Kibble-Zurek标度仍保持不变,表明QKZM对扰动具有鲁棒性。
2023-07-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Large Deviations Beyond the Kibble-Zurek Mechanism
本文利用大偏差理论刻画超越Kibble-Zurek机制的缺陷数涨落普适性,给出横场量子伊辛模型中速率函数的精确形式,并推广到任意连续相变的大偏差标度行为。
2023-09-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-th
The quantum Kibble-Zurek mechanism: the role of boundary conditions, endpoints and kink types
Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology(代尔夫特理工大学卡弗里纳米科学研究所)
本文研究了量子Kibble-Zurek机制在边界条件、端点位置和kink类型对临界行为的影响,揭示了不同kink类型在临界尺度上的鲁棒性及端点选择对准确性的作用。
2026-04-18 cond-mat.str-el quant-ph