論文の概要: Distinguishing Phases via Non-Markovian Dynamics of Entanglement in
Topological Quantum Codes under Parallel Magnetic Field
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.11198v2
- Date: Mon, 30 May 2022 21:28:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-17 05:21:46.392160
- Title: Distinguishing Phases via Non-Markovian Dynamics of Entanglement in
Topological Quantum Codes under Parallel Magnetic Field
- Title（参考訳）: 並列磁場下でのトポロジカル量子符号の絡み合いの非マルコフダイナミクスによる消音相
- Authors: Harikrishnan K. J. and Amit Kumar Pal
- Abstract要約: 局所化可能な絡み合いは、平行磁場を持つ位相量子コードの非自明ループについて研究される。
系のトポロジカル-非トポロジカル量子相転移近傍におけるこれらの下界の挙動について検討する。
その結果,非マルコフ雑音の場合,標準測定に基づく下界振動は振幅が大きいことが判明した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate the static and the dynamical behavior of localizable
entanglement and its lower bounds on nontrivial loops of topological quantum
codes with parallel magnetic field. Exploiting the connection between the
stabilizer states and graph states in the absence of the parallel field and
external noise, we identify a specific measurement basis, referred to as the
canonical measurement basis, that optimizes localizable entanglement when
measurement is restricted to single-qubit Pauli measurements only, thereby
providing a lower bound. We also propose an approximation of the lower bound
that can be computed for larger systems according to the computational resource
in hand. Additionally, we compute a lower bound of the localizable entanglement
that can be computed by determining the expectation value of an appropriately
designed witness operator. We study the behavior of these lower bounds in the
vicinity of the topological to nontopological quantum phase transition of the
system, and perform a finite-size scaling analysis. We also investigate the
dynamical features of these lower bounds when the system is subjected to
Markovian or non-Markovian single-qubit dephasing noise. We find that in the
case of the non-Markovian dephasing noise, at large time, the canonical
measurement-based lower bound oscillates with a larger amplitude when the
initial state of the system undergoing dephasing dynamics is chosen from the
nontopological phase, compared to the same for an initial state from the
topological phase. These features can be utilized to distinguish the
topological phase of the system from the nontopological phase in the presence
of dephasing noise.
- Abstract（参考訳）: 並列磁場を有する位相量子コードの非自明なループ上の局所的絡み合いとその下界の静的および動的挙動について検討した。
パラレル場と外部ノイズが存在しない場合の安定化状態とグラフ状態との接続を利用して、測定が単一量子パウリ計測のみに制限された場合に局所的な絡み合いを最適化する特定の測定基盤、すなわち正準計測基底を同定し、下界を与える。
また,計算資源に応じて大規模システムに対して計算可能な下界の近似も提案する。
さらに、適切に設計された証人演算子の期待値を決定することで計算可能な局所化エンタングルメントの下限を計算する。
システムの位相的から非位相的量子相転移近傍におけるこれらの下界の挙動を解析し,有限サイズのスケーリング解析を行う。
また,システムにマルコフ的あるいは非マルコフ的単一量子デフォーカス雑音が生じる場合,これらの下界の動的特徴についても検討する。
その結果,非マルコフ発語雑音の場合,位相相からの初期状態と比較して,非位相相から脱語力学を行う系の初期状態を選択すると,正準測位に基づく下界振動が大きな振幅で大きくなることが判明した。
これらの特徴は、劣化するノイズが存在する場合、システムのトポロジカル位相と非トポロジカル位相を区別するために利用することができる。
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