論文の概要: Intrinsic Mixed-state Topological Order

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.13758v3
• Date: Wed, 22 Jan 2025 06:34:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-23 13:28:10.235490
• Title: Intrinsic Mixed-state Topological Order
• Title（参考訳）: 固有混合状態位相秩序
• Authors: Zijian Wang, Zhengzhi Wu, Zhong Wang,
• Abstract要約: 我々はデコヒーレンスによって新しいタイプのトポロジカル秩序がもたらされることを示す。 局所量子チャネルを介してトーリック符号中のフェルミオン性エノンを増殖させることにより具体的な例を構築する。 その結果生じる混合状態は長距離の絡み合いを保持し、非ゼロ位相的絡み合いの負性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.41737598556146
• License:
• Abstract: Decoherence is a major obstacle to the preparation of topological order in noisy intermediate-scale quantum devices. Here, we show that decoherence can also give rise to new types of topological order. Specifically, we construct concrete examples by proliferating fermionic anyons in the toric code via local quantum channels. The resulting mixed states retain long-range entanglement, which manifests in the nonzero topological entanglement negativity, though the topological quantum memory is destroyed by decoherence. By comparison with the gapless spin liquid in pure states, we show that the identified states represent a novel intrinsic mixed-state topological order, which has no counterpart in pure states. Through the lens of quantum anomalies of 1-form symmetries, we then provide general constructions of intrinsic mixed-state topological order and reveal the existence of nonbosonic deconfined anyons as another key feature of these novel phases. The extended meaning and characterization of deconfined excitations and their statistics in mixed states are clarified. Moreover, when these deconfined anyons have nontrivial braiding statistics, we prove that the mixed states cannot be prepared via finite-depth local quantum channels from any bipartite separable states. We further demonstrate our construction using the decohered Kitaev honeycomb model and the decohered double-semion model. In the latter case, a surprising scenario arises where decoherence gives rise to additional types of deconfined anyons.
• Abstract（参考訳）: デコヒーレンス(decoherence)は、ノイズの多い中間スケール量子デバイスにおけるトポロジカル秩序の調製における大きな障害である。 ここでは、デコヒーレンスによって新しいタイプのトポロジカル秩序がもたらされることを示す。 具体的には、局所量子チャネルを介してトーリック符号中のフェルミオン性エノンを増殖させることにより、具体例を構築する。 結果として生じる混合状態は、非ゼロトポロジカルエンタングルメントの負性性を示す長距離エンタングルメントを保持するが、トポロジカル量子メモリはデコヒーレンスによって破壊される。 純状態における空隙のないスピン液体との比較により, 同定された状態は, 純状態に匹敵しない新規な内在的混合状態トポロジー秩序を示すことを示す。 1-形式の対称性の量子異常のレンズを通して、本質的な混合状態位相秩序の一般的な構成を提供し、これらの新しい位相の別の重要な特徴として非ボソニック分解エノンの存在を明らかにする。 混合状態における解離励起の延長の意味と特徴とそれらの統計を解明する。 さらに、これらの分解された素粒子が非自明なブレイディング統計を持つ場合、混合状態は任意の二部分離状態から有限深さの局所量子チャネルで生成できないことが証明される。 さらに,ハニカムデコハニカムモデルとデコハニカムデコハニカムデコハニカムモデルを用いて,本モデルを構築した。 後者の場合、デコヒーレンス(decoherence)という驚くべきシナリオが出現し、デコヒーレンス(decoherence)が付加的なタイプのデコペンデントエノン(deconfined anyon)を引き起こす。

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