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Generation of chiral spin state by quantum simulation

机译：通过量子模拟产生手性自旋态

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摘要

Chirality of materials in nature appears when there are asymmetries in their lattice structures or interactions in a certain environment. Recent development of quantum simulation technology has enabled the manipulation of qubits. Accordingly, chirality can be realized intentionally rather than passively observed. Here we theoretically provide simple methods to create a chiral spin state in a spin-1/2 qubit system on a square lattice. First, we show that switching on and off the Heisenberg and XY interactions produces the chiral interaction directly in the effective Hamiltonian without controlling local fields. Moreover, when initial states of spin qubits are appropriately prepared, we prove that the chirality with desirable phase is dynamically obtained. Finally, even for the case where switching on and off the interactions is infeasible and the interactions are always on, we show that, by preparing an asymmetric initial qubit state, the chirality whose phase is π/2 is dynamically generated.
机译：当材料的晶格结构不对称或在特定环境中相互作用时，自然界中的材料就会出现手征性。量子仿真技术的最新发展已经实现了量子位的操纵。因此，可以有意地而不是被动地观察到手性。在这里，我们从理论上提供了简单的方法来在正方形晶格上的spin / 1/2量子位系统中创建手性自旋态。首先，我们表明打开和关闭海森堡和XY相互作用直接在有效的哈密顿量中产生手性相互作用，而无需控制局部场。此外，当适当地准备自旋量子位的初始状态时，我们证明动态地获得了具有所需相位的手性。最后，即使对于无法打开和关闭交互作用且始终保持交互作用的情况，我们也表明，通过准备一个不对称的初始量子位状态，可以动态生成相位为π/ 2的手性。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2016年第23期|235137.1-235137.6|共6页
  • 作者

    Tetsufumi Tanamoto;

  • 作者单位

    Corporate Research and Development Center, Toshiba Corporation, Saiwai-ku, Kawasaki 212-8582, Japan;

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  • 正文语种 eng
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