The effect of dissipation on quantum systems with local constraints
Marko Aničin
Abstract
V magistrskem delu obravnavamo vpliv disipacije na dinamiko kvantnih večdelčnih sistemov z lokalnimi omejitvami, ki določajo dostopni del Hilbertovega prostora. Obravnavamo dva primera takšne omejene dinamike, ki ju je mogoče realizirati v kvantnih simulatorjih s hladnimi atomi: model PXP, ki opisuje verigo Rydbergovih atomov v režimu blokade in lahko kaže dolgotrajne oscilacije, povezane s kvantnimi večdelčnimi brazgotinami, ter spin-$1/2$ $mathrm{U}(1)$ kvantni povezavni model (ang. quantum link model), ki predstavlja formulacijo umeritvene teorije na mreži, v kateri je fizikalni podprostor določen z Gaussovim zakonom. V prvem delu pokažemo, da lahko ustrezno strukturirana disipacija v režimu močne disipacije efektivno vsili Rydbergovo blokado in tako omogoči realizacijo dinamike modela PXP, kar lahko razumemo kot posledico kvantnega Zenonovega učinka. V drugem delu preučimo vpliv neizogibne disipacije in drugih eksperimentalnih nepopolnosti pri realizaciji kvantnega povezavnega modela. S primerjavo eksperimentalnih podatkov s simulacijami disipativne dinamike ocenimo glavne izvore nepopolnosti v hladnoatomskem Bose-Hubbardovem simulatorju ter analiziramo njihov vpliv na kršenje Gaussovega zakona in posledično na zmožnost simulacije umeritvenih teorij na mreži. Naši rezultati kažejo, da je vpliv disipacije na sisteme z lokalnimi omejitvami odvisen tako od njene jakosti kot tudi strukture. Ustrezno strukturirana močna disipacija lahko nadomesti oziroma ojača lokalne omejitve, vendar tipično ni inherentno prisotna v eksperimentu, medtem ko neželena naravna disipacija praviloma duši koherentno dinamiko sistema.