論文の概要: Interplay between lattice gauge theory and subsystem codes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.05718v2
- Date: Fri, 26 May 2023 06:40:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-29 20:12:01.412635
- Title: Interplay between lattice gauge theory and subsystem codes
- Title（参考訳）: 格子ゲージ理論とサブシステム符号の相互作用
- Authors: Yoshihito Kuno, Ikuo Ichinose
- Abstract要約: 本研究では,量子情報システムとゲージ理論モデルとの相互作用をサブシステムコードの観点から拡張する。
特定の開境界条件を持つ(2+1)次元のZ$格子ヒッグスモデルが、サブシステムコードの一種であることを示す。
混合異常は境界零モードの存在を規定しており、これはヒッグスと閉じ込め相における対称性で保護された位相秩序の直接的な結果である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: It is now widely recognized that the toric code is a pure gauge-theory model
governed by a projective Hamiltonian with topological orders. In this work, we
extend the interplay between quantum information system and gauge-theory model
from the view point of subsystem code, which is suitable for \textit{gauge
systems including matter fields}. As an example, we show that $Z_2$ lattice
gauge-Higgs model in (2+1)-dimensions with specific open boundary conditions is
noting but a kind of subsystem code. In the system, Gauss-law constraints are
stabilizers, and order parameters identifying Higgs and confinement phases
exist and they are nothing but logical operators in subsystem codes residing on
the boundaries. Mixed anomaly of them dictates the existence of boundary zero
modes, which is a direct consequence of symmetry-protected topological order in
Higgs and confinement phases. After identifying phase diagram, subsystem codes
are embedded in the Higgs and confinement phases. As our main findings, we give
an explicit description of the code (encoded qubit) in the Higgs and
confinement phases, which clarifies duality between Higgs and confinement
phases. The degenerate structure of subsystem code in the Higgs and confinement
phases remains even in very high-energy levels, which is analogous to notion of
strong-zero modes observed in some interesting condensed-matter systems.
Numerical methods are used to corroborate analytically-obtained results and the
obtained spectrum structure supports the analytical description of various
subsystem codes in the gauge theory phases.
- Abstract（参考訳）: トーリック符号は、トポロジカル順序を持つ射影ハミルトニアンによって支配される純粋ゲージ理論モデルであると広く認識されている。
本研究では,量子情報システムとゲージ理論モデルとの相互作用をサブシステムコードの観点から拡張する。
例えば、特定の開境界条件を持つ(2+1)次元のZ_2$格子ゲージ-ヒッグスモデルが、一種のサブシステムコードであることを示す。
システムでは、ガウス・ロー制約は安定化子であり、ヒッグスと閉じ込めフェーズを識別する順序パラメータが存在し、境界上に位置するサブシステム符号の論理演算子である。
混合異常は境界零モードの存在を規定しており、これはヒッグスと閉じ込め相における対称性で保護された位相秩序の直接的な結果である。
位相図を識別した後、サブシステムはhiggsとcloinementフェーズに埋め込まれる。
主な知見として、higgsとcloinementフェーズでコード(エンコードされたqubit)を明確に記述し、higgsとcloinementフェーズの双対性を明確にする。
ヒッグスおよび閉じ込め相のサブシステムの縮退構造は、いくつかの興味深い凝縮マッター系で観測される強零モードの概念に類似した非常に高エネルギーレベルでも残っている。
数値解析手法を用いて解析的に得られた結果を相関させ,得られたスペクトル構造はゲージ理論相における様々なサブシステムの解析的記述をサポートする。
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