量子处理器上时间-晶态本征阶的观测

2021-08-01 00:42:15

下载 PDF 摘要:量子多体系统在其低温平衡状态下显示出丰富的相结构。然而,自然界的大部分情况并不处于热平衡状态。值得注意的是,最近有人预测,失衡系统可以表现出新的动态阶段,否则平衡热力学可能会禁止这些阶段,一个典型的例子是离散时间晶体 (DTC)。具体而言,可以通过本征态顺序的概念在周期性驱动的多体局域系统中定义动力学阶段。非本征态有序阶段,整个多体光谱表现出量子相关性和长程有序性,具有来自所有初始状态的晚期时间动力学的特征特征。然而,通过实验将这种稳定相与瞬态现象区分开是具有挑战性的,其中很少有选择状态可以掩盖典型行为。在这里,我们在超导量子位阵列上实现了一系列连续的可调 CPHASE 门,以通过实验观察本征态有序 DTC。我们展示了 DTC 对通用初始状态的特征时空响应。我们的工作采用时间反转协议,将外部退相干与内在热化区分开来,并利用量子典型性来规避密集采样特征谱的指数成本。此外,我们通过实验性有限尺寸分析确定了 DTC 之外的相变。这些结果建立了一种可扩展的方法来研究物质当前量子处理器的非平衡阶段。