論文の概要: Simulating monitoring-induced topological phase transitions with small systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.17632v1
- Date: Mon, 25 Aug 2025 03:27:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-26 18:43:45.617888
- Title: Simulating monitoring-induced topological phase transitions with small systems
- Title(参考訳): 小系を用いたモニタリング誘起トポロジカル相転移のシミュレーション
- Authors: Rui Xie, Clemens Gneiting, Zheng-Yang Zhou, Ai-Xi Chen,
- Abstract要約: 本研究では, 実験負荷を緩和し, 暗黒状態に誘起される位相相転移を示す2つの重要な単純化手法を提案する。
まず,小系の位相空間におけるトポロジをエミュレートする。そこでは,システムの有効サイズは,アクセス可能なパラメータ範囲によって反映される。
第2に,補助システムによるシステム拡張により,標準的な壁面平均化により,ジャンプ時間平均状態にアクセスする方法を開発した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 13.048876624885558
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The topological properties of open quantum lattice systems have attracted much attention, due to their fundamental significance and potential applications. However, experimental demonstrations with large-scale lattice models remain challenging. On top of that, formulations of topology in terms of quantum trajectories require monitoring along with the detection of quantum jumps. This is particularly the case for the dark state-induced topology that relies on averaging quantum trajectories at their jump times. Here, we propose two significant simplifications to ease the experimental burden to demonstrate dark-state induced topological phase transitions: First, we emulate the topology in the phase space of small systems, where the effective size of the system is reflected by the accessible parameter range. Second, we develop a method how to, by augmenting the system with an auxiliary system, access the jump-time averaged state through standard wall-time averaging, which effectively substitutes the monitoring along with the counting of quantum jumps. While these simplifications are applicable to general lattice systems, we demonstrate them with a one-dimensional Su-Schrieeffer-Heeger model. In this case, the lattice system is emulated by a four-level system, while the jump-time averaged state up to the second jump is accessed through a three-level auxiliary system.
- Abstract(参考訳): オープン量子格子系のトポロジカルな性質は、その基本的な重要性と潜在的な応用のために多くの注目を集めている。
しかし,大規模格子モデルを用いた実験実験は依然として困難である。
それに加えて、量子軌道のトポロジーの定式化は、量子ジャンプの検出とともに監視を必要とする。
特に暗黒状態が引き起こすトポロジーは、ジャンプ時の平均的な量子軌道に依存している。
本稿では, 実験負荷を緩和し, 暗黒状態誘起位相遷移を示すための2つの重要な単純化法を提案する。
第2に,補助的なシステムによるシステム拡張により,標準的な壁面平均化によりジャンプ時間平均状態にアクセスし,量子ジャンプのカウントとともにモニタリングを効果的に置き換える手法を開発した。
これらの単純化は一般格子系に適用できるが、1次元のSu-Schrieeffer-Heegerモデルで示す。
この場合、格子系は4レベル系でエミュレートされ、第2ジャンプまでのジャンプ時間平均状態は3レベル補助系を介してアクセスされる。
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