論文の概要: Coherent information as a mixed-state topological order parameter of fermions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.12279v1
- Date: Mon, 16 Dec 2024 19:00:20 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-18 13:56:54.128196
- Title: Coherent information as a mixed-state topological order parameter of fermions
- Title（参考訳）: フェルミオンの混合状態位相順序パラメータとしてのコヒーレント情報
- Authors: Ze-Min Huang, Luis Colmenarez, Markus Müller, Sebastian Diehl,
- Abstract要約: 誤差補正可能な位相における量子メモリは、マヨラナゼロモードの存在によってキャプチャされる。
我々の研究は、安定符号における量子情報の堅牢性と対称性に保護されたフェルミオン物質における混合状態トポロジカル相転移とのより広範な関係を示唆している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.351813974961217
- License:
- Abstract: Quantum error correction protects quantum information against decoherence provided the noise strength remains below a critical threshold. This threshold marks the critical point for the decoding phase transition. Here we connect this transition in the toric code to a topological phase transition in disordered Majorana fermions at high temperatures. A quantum memory in the error correctable phase is captured by the presence of a Majorana zero mode, trapped in vortex defects associated with twisted boundary conditions. These results are established by expressing the coherent information, which measures the amount of recoverable quantum information in a given noisy code, in terms of a mixed-state topological order parameter of fermions. Our work hints at a broader connection of the robustness of quantum information in stabilizer codes and mixed-state topological phase transitions in symmetry protected fermion matter.
- Abstract（参考訳）: 量子誤差補正は、ノイズ強度が臨界しきい値以下である場合、デコヒーレンスに対して量子情報を保護する。
この閾値は、復号相転移の臨界点である。
ここでは、このトリック符号の遷移を、高温で乱れたマヨラナフェルミオンのトポロジカル相転移に接続する。
誤差補正可能な位相における量子メモリはマヨラナゼロモードの存在によって捕捉され、ねじれ境界条件に関連する渦欠陥に閉じ込められる。
これらの結果は、フェミオンの混合状態トポロジカル秩序パラメータを用いて、与えられたノイズコードにおける回復可能な量子情報の量を測定するコヒーレント情報を表現することによって確立される。
我々の研究は、安定符号における量子情報の堅牢性と対称性に保護されたフェルミオン物質における混合状態トポロジカル相転移とのより広範な関係を示唆している。
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