論文の概要: Probing chiral topological states with permutation defects

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.04649v1
• Date: Thu, 04 Dec 2025 10:22:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-05 21:11:46.113207
• Title: Probing chiral topological states with permutation defects
• Title（参考訳）: 置換欠陥をもつキラル位相状態の探索
• Authors: Yarden Sheffer, Ruihua Fan, Ady Stern, Erez Berg, Shinsei Ryu,
• Abstract要約: バルク波動関数から直接キラリティーを探査する多粒子エンタングルメントの族を導入する。 我々は,自由フェルミオンと強い相互作用を持つカイラルトポロジカル状態の両方で数値検証を行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The hallmark of two-dimensional chiral topological phases is the existence of anomalous gapless modes at the spatial boundary. Yet, the manifestation of this edge anomaly within the bulk ground-state wavefunction itself remains only partially understood. In this work, we introduce a family of multipartite entanglement measures that probe chirality directly from the bulk wavefunction. Our construction involves applying different permutations between replicas of the ground state wavefunction in neighboring spatial regions, creating "permutation defects" at the boundaries between these regions. We provide general arguments for the robustness of these measures and develop a field-theoretical framework to compute them systematically. While the standard topological field theory prescription misses the chiral contribution, our method correctly identifies it as the chiral conformal field theory partition function on high-genus Riemann surfaces. This feature is a consequence of the bulk-edge correspondence, which dictates that any regularization of the theory at the permutation defects must introduce gapless boundary modes. We numerically verify our results with both free-fermion and strongly-interacting chiral topological states and find excellent agreement. Our results enable the extraction of the chiral central charge and the Hall conductance using a finite number of wavefunction replicas, making these quantities accessible to Monte-Carlo numerical techniques and noisy intermediate-scale quantum devices.
• Abstract（参考訳）: 2次元のカイラル位相位相の目印は、空間境界における異常な隙間のないモードの存在である。 しかし、バルク基底状態波動関数自体におけるこのエッジ異常の顕在化は、部分的には理解されていない。 本研究では, バルク波動関数から直接キラリティーを探査する多粒子エンタングルメントのファミリを紹介する。 我々の構成では、隣接する空間領域における基底状態波動関数のレプリカ間の異なる置換を適用し、これらの領域の境界で「置換欠陥」を生じる。 本稿では,これらの尺度の堅牢性に関する一般的な議論と,それらを体系的に計算する場理論的枠組みの開発について述べる。 標準トポロジカル場理論の処方則はカイラル寄与を欠いているが、我々の手法はハイジェネティックリーマン面上のカイラル共形場理論の分割関数として正しく識別する。 この特徴はバルクエッジ対応の結果であり、置換欠陥における理論の正規化にはギャップレス境界モードを導入する必要があると規定している。 我々は,自由フェルミオンと強い相互作用を持つカイラルトポロジカルな状態の両方で数値検証を行い,良好な一致を得た。 この結果から, 有限個の波動関数レプリカを用いたカイラル中心電荷とホール伝導率の抽出が可能となり, モンテカルロの数値計算法やノイズの多い中間量子デバイスに利用できるようになった。

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