Macchina fotonica spaziale di Ising progettata nello spazio dei momenti per interazioni a lungo raggio

Abstract degli autori

I modelli di Ising a lungo raggio (LRIMs), caratterizzati da interazioni dense, non locali e competitive, sono centrali nella fisica statistica, nella simulazione quantistica e nelle reti complesse. Sebbene la macchina fotonica spaziale di Ising (SPIM) sfrutti il parallelismo ottico intrinseco per eseguire calcoli di Ising, la sua capacità di codificare fedelmente accoppiamenti densi a lungo raggio e di coglierne le conseguenti manifestazioni termodinamiche è ancora poco esplorata. Qui presentiamo un’architettura SPIM progettata nello spazio dei momenti, che mappa i kernel di accoppiamento a lungo raggio prescritti su maschere nello spazio dei momenti per la valutazione parallela dell’Hamiltoniana. Sulla base di un modello ad alta fedeltà della propagazione del campo ottico, vengono studiate sistematicamente le dinamiche di annealing dei LRIM con interazioni di tipo legge di potenza e di Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY). Per il modello a legge di potenza, esaminiamo come l’esponente di decadimento σ e il raggio di cutoff dell’accoppiamento R modulino la temperatura critica stimata. Per il modello RKKY, riproduciamo diversi stati ordinati indotti da interazioni a lungo raggio complesse e competitive. Un esperimento di prova di principio dimostra la fattibilità fisica del nostro approccio. Questa architettura amplia la classe di sistemi a molti corpi accessibili alla piattaforma SPIM.