論文の概要: Anyon Quantum Dimensions from an Arbitrary Ground State Wave Function

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.13235v1
• Date: Wed, 26 Apr 2023 01:54:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-27 15:45:32.498744
• Title: Anyon Quantum Dimensions from an Arbitrary Ground State Wave Function
• Title（参考訳）: 任意基底状態波関数からの任意の量子次元
• Authors: Shang Liu
• Abstract要約: トポロジカルオーダーとエノンは概念上重要な現象であり、量子コンピューティングに実用的に有用である。 量子シミュレーションの最近の進歩は、トポロジカル秩序を同定する効率的な方法の必要性を強調している。 2次元の単一基底状態波動関数から全ての電子の量子次元を抽出するための単純な絡み合いベースのプロトコルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4568777157687961
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Topological orders and anyons are fascinating phenomena that are both conceptually important and practically useful for quantum computing. However, topological orders lack conventional order parameters and are generically difficult to diagnose. Recent advances in quantum simulations have further emphasized the need for efficient methods for identifying topological orders. A breakthrough in this problem is the discovery of topological entanglement entropy, which can be used to detect nontrivial topological order from a ground state wave function, but is far from enough for fully determining the topological order. In this work, we take a key step further in this direction: We propose a simple entanglement-based protocol for extracting the quantum dimensions of all anyons from a single ground state wave function in two dimensions. The choice of the space manifold and the ground state is arbitrary. This protocol is first validated in the continuum using Chern-Simons field theories, and then analytically verified on lattices using Kitaev's quantum double models. We anticipate that our protocol can be implemented experimentally in various quantum simulation platforms, as well as in numerics.
• Abstract（参考訳）: トポロジカルオーダーとエノンは概念上重要な現象であり、量子コンピューティングに実用的に有用である。 しかし、トポロジカルオーダーは従来の順序パラメータを欠き、一般に診断が難しい。 量子シミュレーションの最近の進歩は、トポロジカル秩序を特定する効率的な方法の必要性をさらに強調している。 この問題の突破口は、基底状態の波動関数から非自明な位相秩序を検出するのに使える位相絡みエントロピーの発見であるが、位相秩序を完全に決定するには十分ではない。 本研究では,この方向への一歩を踏み出します。我々は,1つの基底状態波動関数から任意のオンの量子次元を2次元で取り出すための,単純な絡み合いに基づくプロトコルを提案する。 空間多様体と基底状態の選択は任意である。 このプロトコルはまずチャーン・サイモンズ場の理論を用いて連続体で検証され、その後北エフの量子二重モデルを用いて格子上で解析的に検証される。 我々は,このプロトコルを様々な量子シミュレーションプラットフォームや数値で実験的に実装できると予想している。

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