論文の概要: Topology and entanglement of molecular phase space

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.04572v1
• Date: Thu, 7 Mar 2024 15:13:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-03-08 13:47:13.866997
• Title: Topology and entanglement of molecular phase space
• Title（参考訳）: 分子相空間のトポロジーと絡み合い
• Authors: Victor V. Albert and Eric Kubischta and Mikhail Lemeshko and Lee R. Liu
• Abstract要約: 分子回転状態と核スピン状態の量子位相空間を定式化する。 我々は分子を非対称、回転対称、回転対称の3つのタイプに分類する。 我々は、ハミルトニアン非依存な摂動対称状態空間における2つの特徴を同定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5461938536945721
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We formulate a quantum phase space for molecular rotational and nuclear-spin states. Taking in molecular geometry and nuclear-spin data, our framework yields admissible position and momentum states, inter-convertible via a generalized Fourier transform. We classify molecules into three types -- asymmetric, rotationally symmetric, and perrotationally symmetric -- with the last type having no macroscopic analogue due to nuclear-spin statistics constraints. We identify two features in perrotationally symmetric state spaces that are Hamiltonian-independent and induced solely by symmetry and spin statistics. First, many molecular species are intrinsically rotation-spin entangled in a way that cannot be broken without transitioning to another species or breaking symmetry. Second, each molecular position state houses an internal pseudo-spin or "fiber" degree of freedom, and the fiber's Berry phase or matrix after adiabatic changes in position yields naturally robust operations, akin to braiding anyonic quasiparticles or realizing fault-tolerant quantum gates. We outline scenarios where these features can be experimentally probed.
• Abstract（参考訳）: 分子回転状態と核スピン状態の量子位相空間を定式化する。 分子幾何学と核スピンデータを用いて、一般化されたフーリエ変換により許容位置と運動量状態を得る。 分子を非対称、回転対称、回転対称の3つのタイプに分類し、最後のタイプは核スピン統計の制約によりマクロな類似性を持たない。 我々は、ハミルトニアン非依存であり、対称性とスピン統計だけで誘導される摂動対称状態空間の2つの特徴を同定する。 第一に、多くの分子種は内在的に回転スピンの絡み合いがあり、他の種への遷移や対称性の破れなくは壊れない。 第2に、各分子位置状態は内部擬似スピンまたは「ファイバー」自由度を有し、位置が断熱的に変化した後のファイバーのベリー相またはマトリックスは、アノニカル準粒子のブレイディングやフォールトトレラント量子ゲートの実現に類似した、自然なロバストな操作をもたらす。 これらの機能を実験的に調査できるシナリオを概説する。

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