Упрощённая квантовомеханическая модель магнетика вблизи фазового перехода.Квантовая модель Изинга — это теоретическая схема, описывающая систему взаимодействующих спинов (крошечных магнитных моментов) на решётке, находящуюся под действием поперечного магнитного поля. Это квантовая версия классической модели Изинга, которая является краеугольным камнем статистической механики для понимания фазовых переходов. Квантовая модель особенно важна, поскольку она демонстрирует квантовый фазовый переход, вызванный квантовыми флуктуациями при нулевой температуре, а не тепловыми флуктуациями.
Модель Изинга с поперечным полем была введена де Женом в 1963 году для описания упорядочения в водородосодержащих сегнетоэлектриках, а позже стала парадигматической моделью в квантовой физике многих тел.
В модели каждый спин может находиться в одном из двух состояний (вверх или вниз) вдоль предпочтительной оси, а соседние спины взаимодействуют с силой связи. Поперечное поле, приложенное перпендикулярно оси спинов, индуцирует квантовое туннелирование между двумя состояниями. Конкуренция между взаимодействием (которое способствует упорядочению) и поперечным полем (которое способствует беспорядку) приводит к критической точке, где система претерпевает фазовый переход. Модель точно решается в одном измерении и является эталоном для изучения квантовой критичности.
Она используется для понимания квантовых магнетиков, а её концепции лежат в основе квантового отжига — метода в квантовых вычислениях для решения оптимизационных задач.
Квантовая модель Изинга в одном измерении точно решается с помощью отображения на свободные фермионы — редкое точное решение в квантовой физике многих тел.
