論文の概要: Isolated zero mode in a quantum computer from a duality twist

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.02387v4
• Date: Mon, 25 Nov 2024 18:51:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-26 14:14:00.760353
• Title: Isolated zero mode in a quantum computer from a duality twist
• Title（参考訳）: 量子コンピュータにおける双対性ツイストからの分離零モード
• Authors: Sutapa Samanta, Derek S. Wang, Armin Rahmani, Aditi Mitra,
• Abstract要約: 理論モデルを超えた双対性、一般化対称性、位相欠陥の相互作用について検討する。 この物理を表わす単純なモデルは横フィールドイジングモデルであり、位相的欠陥をホストすることができる。 空間上の一点に作用する場合、この双対性欠陥は双対性ツイスト境界条件と1つのゼロモードを課す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Investigating the interplay of dualities, generalized symmetries, and topological defects beyond theoretical models is an important challenge in condensed matter physics and quantum materials. A simple model exhibiting this physics is the transverse-field Ising model, which can host atopological defect that performs the Kramers-Wannier duality transformation. When acting on one point in space, this duality defect imposes the duality twisted boundary condition and binds a single zero mode. This zero mode is unusual as it lacks a localized partner in the same $Z_2$ sector and has an infinite lifetime, even in finite systems. Using Floquet driving of a closed Ising chain with a duality defect, we generate this zero mode in a digital quantum computer. We detect the mode by measuring its associated persistent autocorrelation function using an efficient sampling protocol and a compound strategy for error mitigation. We also show that the zero mode resides at the domain wall between two regions related by a Kramers-Wannier duality transformation. Finally, we highlight the robustness of the isolated zero mode to integrability- and symmetry-breaking perturbations. Our findings provide a method for exploring exotic topological defects, associated with noninvertible generalized symmetries, in digitized quantum devices.
• Abstract（参考訳）: 双対性、一般化された対称性、および理論モデルを超えた位相的欠陥の相互作用を調べることは、凝縮物質物理学と量子材料にとって重要な課題である。 この物理学を示す単純なモデルは、ラマース・ワニエ双対変換を実行する位相的欠陥をホストできる横場イジングモデルである。 空間上の一点に作用する場合、この双対性欠陥は双対性ツイスト境界条件を課し、単一のゼロモードを結合する。 この零モードは同じ$Z_2$セクターで局所化されたパートナーが無く、有限系においても無限の寿命を持つため、珍しい。 二重性欠陥を持つ閉IsingチェーンのFloquet駆動を用いて、このゼロモードをデジタル量子コンピュータで生成する。 我々は,効率的なサンプリングプロトコルとエラー軽減のための複合戦略を用いて,関連する永続的自己相関関数を測定し,そのモードを検出する。 また、ゼロモードはクラマース・ワニエ双対変換に関連付けられた2つの領域の間の領域壁に存在することを示す。 最後に、分離ゼロモードの可積分性および対称性破壊摂動に対する堅牢性を強調した。 本研究は,デジタル化量子デバイスにおける非可逆的一般化対称性に関連するエキゾチックなトポロジ的欠陥を探索する手法を提案する。

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