論文の概要: Bilayer construction for mixed state phenomena with strong, weak symmetries and symmetry breakings

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.07174v1
• Date: Mon, 11 Nov 2024 17:54:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-12 14:07:11.414585
• Title: Bilayer construction for mixed state phenomena with strong, weak symmetries and symmetry breakings
• Title（参考訳）: 強い、弱い対称性と対称性の破れを持つ混合状態現象のための二層構造
• Authors: Shuangyuan Lu, Penghao Zhu, Yuan-Ming Lu,
• Abstract要約: 一般混合状態の浄化手法として二層構造を導入する。 両層構造における混合状態現象について検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: We introduce the bilayer construction, as a specific purification scheme for a general mixed state, where each mixed state has a one-to-one correspondence with a bilayer pure state with two constraints: non-negativity of the bilayer wavefunction; and the presence of an anti-unitary layer-exchange symmetry T. Different from the Choi-Jamio{\l}kowski isomorphism, any mixed state can be realized as the monolayer reduced density matrix of a bilayer pure state, and its physical properties can be experimentally realized and detected in non-magnetic bilayer 2D materials with a layer-exchange mirror symmetry. We study a variety of mixed state phenomena in the bilayer construction: (1) strong and weak symmetries, their explicit and spontaneous breakings in mixed states can be understood as usual Landau-type symmetry breakings in the bilayer pure state, and their criteria can be derived accordingly; (2) decoherence of a pure state by local errors can be mapped to quantum quench dynamics of the bilayer pure states; (3) mixed symmetry protected topological (SPT) states and mixed state topological orders can be classified, characterized and realized as pure state SPTs and topological orders in the bilayer. We further study examples of strong-to-weak spontaneous symmetry breaking (SWSSB) and their critical scalings at the SWSSB transition in the bilayer construction.
• Abstract（参考訳）: 一般混合状態の特定の精製スキームとして、各混合状態が二層波動関数の非負性性と反単体層交換対称性Tの存在という2つの制約を持つ2層純状態との1対1の対応を持ち、任意の混合状態が二層純状態の単層還元密度行列として実現され、その物理的性質は、層交換ミラー対称性を持つ非磁性2D材料で実験的に実現され、検出される。 両層構造における混合状態現象は,(1) 強い対称性と弱い対称性,(2) 混合状態の明示的・自発的な破れを両層純状態におけるランダウ型対称性の破れと解釈し,(2) 局所誤差による純状態のデコヒーレンスを2層純状態の量子クエンチダイナミクスにマッピングし,(3) 混合対称性保護トポロジ(SPT)状態と混合状態トポロジ的秩序を分類し,特徴付け,両層における純状態SPTおよびトポロジ的順序として実現することができる。 さらに,2層構造におけるSWSSB遷移における強弱自然対称性破壊(SWSSB)とその臨界スケーリングの例について検討した。

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