論文の概要: Symmetry protected topological phases under decoherence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.16323v4
• Date: Thu, 22 Feb 2024 16:47:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-23 19:18:57.220998
• Title: Symmetry protected topological phases under decoherence
• Title（参考訳）: デコヒーレンス下での対称性保護位相相
• Authors: Jong Yeon Lee, Yi-Zhuang You, and Cenke Xu
• Abstract要約: 特に、様々な種類のデコヒーレンスの下で対称性保護トポロジカル位相(SPT)のクラスについて検討する。 本研究では,SPT基底状態からの非自明な位相情報をデコヒーレンスの下でも保持できることを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study ensembles described by density matrices with potentially nontrivial topological features. In particular, we study a class of symmetry protected topological (SPT) phases under various types of decoherence, which can drive a pure SPT state into a mixed state. We demonstrate that the system can still retain the nontrivial topological information from the SPT ground state even under decoherence. In the "doubled Hilbert space", we provide a general definition for symmetry protected topological ensemble (SPT ensemble), and the main quantity that we investigate is various types of (boundary) anomalies in the doubled Hilbert space. We show that the notion of the strange correlator, previously proposed to as a diagnosis for the SPT ground states, can be generalized to capture these anomalies in mixed-state density matrices. Using both exact calculations of the stabilizer Hamiltonians and field theory evaluations, we demonstrate that under decoherence the nontrivial features of the SPT state can persist in the two types of strange correlators: type-I and type-II. We show that the nontrivial type-I strange correlator corresponds to the presence of the SPT information that can be efficiently identified and utilized from experiments, such as for the purpose of preparing for long-range entangled states. The nontrivial type-II strange correlator encodes the full topological response of the decohered mixed state density matrix, i.e., the information about the presence of the SPT state before decoherence. Therefore, our work provides a unified framework to understand decohered SPT phases from the information-theoretic viewpoint.
• Abstract（参考訳）: 非自明な位相的特徴を持つ密度行列によって記述されるアンサンブルについて検討する。 特に、様々な種類のデコヒーレンスの下で対称性保護トポロジカル位相(SPT)のクラスを研究し、純粋なSPT状態を混合状態に駆動する。 本研究では,SPT基底状態からの非自明な位相情報をデコヒーレンスの下でも保持できることを実証する。 二重ヒルベルト空間」において、対称性保護トポロジカルアンサンブル(SPTアンサンブル)の一般的な定義を提供し、調査する主な量は、二重ヒルベルト空間における様々な種類の(有界)異常である。 従来SPT基底状態の診断として提案されていた奇妙な相関器の概念は,混合状態密度行列でこれらの異常を捉えるために一般化可能であることを示す。 安定化器ハミルトニアンの正確な計算と場の理論評価の両方を用いて、SPT状態の非自明な特徴をデコヒーレンスの下では、タイプIとタイプIIの2種類の奇妙な相関子に持続することができることを示した。 非自明なタイプI奇数相関器は、長距離絡み状態の準備などの実験から効率的に識別・活用できるSPT情報の存在に対応していることを示す。 非自明なタイプiiの奇妙なコリレータは、デコヒーレンス前のspt状態の存在に関する情報であるデコヒーレンス混合状態密度行列の完全なトポロジー応答を符号化する。 そこで本稿では,情報理論の観点からSPT位相のデコヒーレントを理解するための統一的なフレームワークを提案する。

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