論文の概要: Robust Chiral Edge Dynamics of a Kitaev Honeycomb on a Trapped Ion Processor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.08939v1
- Date: Fri, 11 Jul 2025 18:01:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-15 18:48:21.953808
- Title: Robust Chiral Edge Dynamics of a Kitaev Honeycomb on a Trapped Ion Processor
- Title（参考訳）: トラップ型イオンプロセッサを用いた北エフハニカムのロバストキラルエッジダイナミクス
- Authors: Ammar Ali, Joe Gibbs, Keerthi Kumaran, Varadharajan Muruganandam, Bo Xiao, Paul Kairys, Gábor Halász, Arnab Banerjee, Phillip C. Lotshaw,
- Abstract要約: トラップイオン量子プロセッサ上での22サイト北エフハニカム格子の量子シミュレーションを報告する。
非ゼロチャーン数と整合したキラルエッジダイナミクスを観察する。
本研究は, 量子スピン液体中のトポロジカル秩序の動的シグネチャを探索するための有効な経路を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8128207476952005
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Kitaev's honeycomb model is a paradigmatic exactly solvable system hosting a quantum spin liquid with non-Abelian anyons and topologically protected edge modes, offering a platform for fault-tolerant quantum computation. However, real candidate Kitaev materials invariably include complex secondary interactions that obscure the realization of spin-liquid behavior and demand novel quantum computational approaches for efficient simulation. Here we report quantum simulations of a 22-site Kitaev honeycomb lattice on a trapped-ion quantum processor, without and with non-integrable Heisenberg interactions that are present in real materials. We develop efficient quantum circuits for ground-state preparation, then apply controlled perturbations and measure time-dependent spin correlations along the system's edge. In the non-Abelian phase, we observe chiral edge dynamics consistent with a nonzero Chern number -- a hallmark of topological order -- which vanishes upon transition to the Abelian toric code phase. Extending to the non-integrable Kitaev-Heisenberg model, we find that weak Heisenberg interactions preserve chiral edge dynamics, while stronger couplings suppress them, signaling the breakdown of topological protection. Our work demonstrates a viable route for probing dynamical signatures of topological order in quantum spin liquids using programmable quantum hardware, opening new pathways for quantum simulation of strongly correlated materials.
- Abstract（参考訳）: キタエフのハニカムモデルは、非アベリア異性体と位相的に保護されたエッジモードを持つ量子スピン液体をホストし、フォールトトレラントな量子計算のためのプラットフォームを提供するパラダイム的正確に解決可能なシステムである。
しかし、実際の候補である北エブの材料は、スピン液体の挙動の実現を曖昧にし、効率的なシミュレーションのために新しい量子計算アプローチを要求する複雑な二次相互作用を必ず含んでいる。
ここでは, 実材料に存在する非可積分ハイゼンベルク相互作用を伴わない, トラップイオン量子プロセッサ上での22サイトキタエフハニカム格子の量子シミュレーションを報告する。
地中準備のための効率的な量子回路を開発し、制御された摂動を適用し、システムのエッジに沿って時間依存性のスピン相関を測定する。
非アベリア位相では、アベリアトーリック符号相への移行によって消滅する非ゼロチャーン数(トポロジカル順序の指標)と整合したキラルエッジダイナミクスが観測される。
非可積分な北エフ・ハイゼンベルクモデルに拡張すると、弱いハイゼンベルク相互作用はキラルエッジのダイナミクスを保ち、強い結合はそれらを抑制し、トポロジカル保護の崩壊を示唆する。
本研究は, 量子スピン液体中のトポロジカルシグネチャをプログラム可能な量子ハードウェアを用いて探索し, 強相関物質の量子シミュレーションのための新しい経路を開拓する方法を示す。
関連論文リスト
- Harnessing Chiral Spin States in Molecular Nanomagnets for Quantum Technologies [44.1973928137492]
キラル量子ビットは、弱結合量子ビットではオフにできない常時オン相互作用を自然に抑制することを示した。
本研究は, スピンキラリティ工学を分子量子技術における2つのキラリティ量子ビットの絡み合いにおいて, 常時オン相互作用を緩和するための有望な戦略として確立した。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-01-21T08:23:12Z) - Quantum ergodicity and scrambling in quantum annealers [0.0]
量子異方体の完全な力学を記述するユニタリ進化作用素は、典型的には量子カオスである。
我々は、量子アニールのハイゼンベルク力学が、量子情報の揺らぎの目印である広範な演算子拡散につながることを観察する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-19T16:34:35Z) - Entanglement with neutral atoms in the simulation of nonequilibrium dynamics of one-dimensional spin models [0.0]
スピン-1/2モデルの力学における絡み合いの生成と役割について検討する。
我々は,スピン-エチョ配列でインターリーブされた急激な断熱的Rydbergドレッシングを含む中性原子モルマー-ソレンセンゲートを導入する。
量子シミュレーションでは、逆場イジングモデルのクエンチ力学における臨界挙動を考察する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-07T23:29:16Z) - Universality of critical dynamics with finite entanglement [68.8204255655161]
臨界近傍の量子系の低エネルギー力学が有限絡みによってどのように変化するかを研究する。
その結果、時間依存的臨界現象における絡み合いによる正確な役割が確立された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-23T19:23:54Z) - Non-Abelian Floquet Spin Liquids in a Digital Rydberg Simulator [0.0]
本研究では, 周期駆動に基づくトポロジカルな物体のシミュレーション手法を導入し, 解析する。
提案手法は, トポロジカルな状態の生成, 制御, 読み出しを行うツールボックスを含む手法を, 最先端の実験プラットフォームで効率的に実装可能であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-31T18:00:01Z) - Trapped-Ion Quantum Simulation of Collective Neutrino Oscillations [55.41644538483948]
量子計算を用いて,Nニュートリノ系のコヒーレントな集団振動を2成分近似でシミュレートする手法について検討した。
第2次トロッタースズキ公式を用いたゲート複雑性は,量子信号処理などの他の分解方法よりも,システムサイズに優れることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-07T09:39:40Z) - Probing finite-temperature observables in quantum simulators of spin
systems with short-time dynamics [62.997667081978825]
ジャジンスキー等式から動機付けられたアルゴリズムを用いて, 有限温度可観測体がどのように得られるかを示す。
長範囲の逆場イジングモデルにおける有限温度相転移は、捕捉されたイオン量子シミュレータで特徴づけられることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-03T18:00:02Z) - Realizing a dynamical topological phase in a trapped-ion quantum
simulator [0.0]
プログラム可能な量子シミュレーションのための新しいプラットフォームは、非平衡な量子多体力学の新しい状態に前例のないアクセスを提供する。
大規模なエラーに対して自己修正した量子エンタングルメントを作成し、保護し、操作する方法を示す。
我々の研究は、より複雑な動的トポロジカルな順序の実装の道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-20T18:00:00Z) - Probing Topological Spin Liquids on a Programmable Quantum Simulator [40.96261204117952]
219原子プログラム可能な量子シミュレータを用いて量子スピン状態の探索を行う。
このアプローチでは、カゴメ格子のリンク上に原子の配列が配置され、リドベルク封鎖下での進化はフラストレーションのある量子状態を生成する。
古典的トーリック符号型の量子スピン液体相の開始は、トポロジカル弦演算子の評価により検出される。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-09T00:18:12Z) - Quantum simulation of antiferromagnetic Heisenberg chain with
gate-defined quantum dots [0.0]
磁気相はフェルミ・ハッバード模型のモット絶縁体系に自然に生じる。
線形量子ドットアレイを用いたモット絶縁体系における磁性の量子シミュレーションを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-15T09:45:02Z) - Controlling many-body dynamics with driven quantum scars in Rydberg atom
arrays [41.74498230885008]
1次元と2次元の3から200個の強く相互作用する量子ビットからなる多体系における急激なクエンチに続く非平衡ダイナミクスを実験的に検討した。
本研究では, 周期駆動によりスカーリバイバルが安定化し, 離散時間結晶秩序に類似したロバストなサブハーモニック応答が生じることを見出した。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-22T19:00:02Z) - Einselection from incompatible decoherence channels [62.997667081978825]
我々は、CQED実験にインスパイアされたオープン量子力学を、2つの非可換リンドブラッド作用素を用いて解析する。
Fock状態は、決定的な結合をデコヒーレンスにデコヒーレンスする最も堅牢な状態のままであることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-29T14:15:19Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。