論文の概要: Quantum Resources in Non-Abelian Lattice Gauge Theories: Nonstabilizerness, Multipartite Entanglement, and Fermionic Non-Gaussianity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.07385v1
• Date: Wed, 08 Oct 2025 18:00:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-10 17:54:14.643945
• Title: Quantum Resources in Non-Abelian Lattice Gauge Theories: Nonstabilizerness, Multipartite Entanglement, and Fermionic Non-Gaussianity
• Title（参考訳）: 非アベリア格子ゲージ理論における量子資源:非安定化性、マルチパーティイト絡み合い、フェルミオン非ガウス性
• Authors: Gopal Chandra Santra, Julius Mildenberger, Edoardo Ballini, Alberto Bottarelli, Matteo M. Wauters, Philipp Hauke,
• Abstract要約: 非アベリア対称性はアベリア対称性よりも必ずしもシミュレートが難しいとは限らない。 この結果から,LGTのシミュレーションにおいて量子的優位性が生じる可能性が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.29316801942271303
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Lattice gauge theories (LGTs) represent one of the most ambitious goals of quantum simulation. From a practical implementation perspective, non-Abelian theories present significantly tougher challenges than Abelian LGTs. However, it is unknown whether this is also reflected in increased values of quantum resources relating to the complexity of simulating quantum many-body models. Here, we compare three paradigmatic measures of quantum resources -- stabilizer R\'enyi entropy, generalized geometric measure of entanglement, and fermionic antiflatness -- for pure-gauge theories on a ladder with Abelian $\mathbb{Z}_N$ as well as non-Abelian $D_3$ and SU(2) gauge symmetries. We find that non-Abelian symmetries are not necessarily inherently harder to simulate than Abelian ones, but rather the required quantum resources depend nontrivially on the interplay between the group structure, superselection sector, and encoding of the gauge constraints. Our findings help indicate where quantum advantage could emerge in simulations of LGTs, both in NISQ and fault-tolerant eras.
• Abstract（参考訳）: 格子ゲージ理論(LGT)は、量子シミュレーションの最も野心的な目標の1つである。 実践的な実装の観点からは、非アベリア理論はアベリアLGTよりもかなり困難である。 しかし、これが量子多体モデルシミュレーションの複雑さに関連する量子資源の値の増大にも反映されているかどうかは不明である。 ここでは、Abelian $\mathbb{Z}_N$ と非アベリア $D_3$ と SU(2) ゲージ対称性を持つはしご上の純ゲージ理論について、安定化器 R'eny エントロピー、一般化幾何測度、フェルミオン反平坦性の3つのパラダイム測度を比較する。 非アベリア対称性は必ずしもアベリア対称性よりも本質的にシミュレートするのが困難であるわけではなく、むしろ必要となる量子資源は群構造、超選択セクター、およびゲージ制約の符号化の間の相互作用に非自明に依存している。 NISQとフォールトトレラントの両時代において,LGTのシミュレーションにおいて量子的優位性が生じる可能性が示唆された。

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