論文の概要: Unsupervised Detection of Topological Phase Transitions with a Quantum Reservoir

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.25825v1
• Date: Tue, 30 Sep 2025 05:58:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-01 14:45:00.036204
• Title: Unsupervised Detection of Topological Phase Transitions with a Quantum Reservoir
• Title（参考訳）: 量子貯留層を用いた位相相転移の教師なし検出
• Authors: Li Xin, Da Zhang, Zhang-Qi Yin,
• Abstract要約: 本稿では,多体局所化進化に基づく教師なし量子位相検出法を提案する。 提案手法では, 複素測定も完全密度行列再構成も必要とせず, ノイズの多い中間規模量子デバイスに対して実用的かつ実現可能である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2098020464460586
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In quantum many-body systems, characterizing topological phase transitions typically requires complex many-body topological invariants, which are costly to compute and measure. Inspired by quantum reservoir computing, we propose an unsupervised quantum phase detection method based on a many-body localized evolution, enabling efficient identification of phase transitions in the extended SSH model. The evolved quantum states produce feature distributions under local measurements, which, after simple post-processing and dimensionality reduction, naturally cluster according to different Hamiltonian parameters. Numerical simulations show that the evolution combined with local measurements can significantly amplify distinctions between quantum states, providing an efficient means to detect topological phase transitions. Our approach requires neither complex measurements nor full density matrix reconstruction, making it practical and feasible for noisy intermediate-scale quantum devices.
• Abstract（参考訳）: 量子多体系では、トポロジカル相転移を特徴づけるには、計算と測定に費用がかかる複雑な多体トポロジカル不変量が必要である。 本研究では,多体局所化進化に基づく非教師付き量子位相検出手法を提案し,拡張SSHモデルにおける位相遷移の効率的な同定を可能にする。 進化した量子状態は局所的な測定の下で特徴分布を生成し、単純な後処理と次元の減少の後、異なるハミルトンパラメータに従って自然にクラスターする。 数値シミュレーションにより、局所的な測定と組み合わせた進化は量子状態の区別を著しく増幅し、トポロジカル相転移を検出する効率的な手段を提供することを示した。 提案手法では, 複素測定も完全密度行列再構成も必要とせず, ノイズの多い中間規模量子デバイスに対して実用的かつ実現可能である。

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