論文の概要: Anomaly inflow, dualities, and quantum simulation of abelian lattice gauge theories induced by measurements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.08720v2
- Date: Sun, 06 Oct 2024 01:45:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-08 13:09:12.952175
- Title: Anomaly inflow, dualities, and quantum simulation of abelian lattice gauge theories induced by measurements
- Title（参考訳）: 測定により誘導されるアーベル格子ゲージ理論の異常流入、双対性、および量子シミュレーション
- Authors: Takuya Okuda, Aswin Parayil Mana, Hiroki Sukeno,
- Abstract要約: 従来の研究は、局所的な適応測定により、アーベル格子ゲージ理論の量子シミュレーションが達成できることを示した。
本研究では, バルク内のSPT状態と境界に関する模擬ゲージ理論の分解相の間の異常流入機構を明示する。
物質場を持つ格子ゲージ理論の測定に基づく量子シミュレーションのための資源状態と測定パターンを構築する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Previous work [SciPost Phys. 14, 129 (2023)] has demonstrated that quantum simulation of abelian lattice gauge theories (Wegner models including the toric code in a limit) in general dimensions can be achieved by local adaptive measurements on symmetry-protected topological (SPT) states with higher-form generalized global symmetries. The entanglement structure of the resource SPT state reflects the geometric structure of the gauge theory. In this work, we explicitly demonstrate the anomaly inflow mechanism between the deconfining phase of the simulated gauge theory on the boundary and the SPT state in the bulk, by showing that the anomalous gauge variation of the boundary state obtained by bulk measurement matches that of the bulk theory. Moreover, we construct the resource state and the measurement pattern for the measurement-based quantum simulation of a lattice gauge theory with a matter field (Fradkin-Shenker model), where a simple scheme to protect gauge invariance of the simulated state against errors is proposed. We further consider taking an overlap between the wave function of the resource state for lattice gauge theories and that of a parameterized product state, and we derive precise dualities between partition functions with insertion of defects corresponding to gauging higher-form global symmetries, as well as measurement-induced phases where states induced by a partial overlap possess different (symmetry-protected) topological orders. Measurement-assisted operators to dualize quantum Hamiltonians of lattice gauge theories and their non-invertibility are also presented.
- Abstract（参考訳）: 従来の研究 (SciPost Phys. 14, 129 (2023)) は、一般次元におけるアーベル格子ゲージ理論(極限のトーリック符号を含むウェグナーモデル)の量子シミュレーションは、高形式に一般化された大域対称性を持つ対称性保護位相(SPT)状態の局所的適応測定によって達成できることを示した。
資源SPT状態の絡み合い構造はゲージ理論の幾何学的構造を反映している。
本研究では, バルク測定により得られた境界状態の異常ゲージ変動がバルク理論のそれと一致することを示すことにより, 境界における模擬ゲージ理論の分解相とバルクにおけるSPT状態との間の異常流入機構を明示する。
さらに,物質場(フラドキン・シェンカーモデル)を用いた格子ゲージ理論の測定に基づく量子シミュレーションのための資源状態と測定パターンを構築し,シミュレーションされた状態のゲージ不変性を誤差に対して保護するための簡単なスキームを提案する。
さらに、格子ゲージ理論の資源状態の波動関数とパラメータ化された積状態の波動関数の重なりを考慮し、高次大域対称性のゲージングに対応する欠陥を挿入した分割関数と、部分重なりによって引き起こされる状態が異なる(対称性に保護された)位相秩序を持つ測定誘起位相との正確な双対性を導出する。
格子ゲージ理論と非可逆性の量子ハミルトニアンを双対化する測定支援作用素も提示される。
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