論文の概要: Quantum circuit algorithm for topological invariants of second order topological many-body quantum magnets
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.19615v1
- Date: Mon, 22 Dec 2025 17:50:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-23 18:54:32.86506
- Title: Quantum circuit algorithm for topological invariants of second order topological many-body quantum magnets
- Title（参考訳）: 2次トポロジカル多体量子マグネットのトポロジカル不変量に対する量子回路アルゴリズム
- Authors: Sebastián Domínguez-Calderón, Marcel Niedermeier, Jose L. Lado, Pascal M. Vecsei,
- Abstract要約: 量子ビットで符号化された2階トポロジカル量子マグネットの多体トポロジカル不変量を計算する方法を示す。
我々の研究は、多体トポロジカル量子物質を特徴づけるために量子コンピュータを利用するアルゴリズムを推進している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Topological quantum matter represents a flexible playground to engineer unconventional excitations. While non-interacting topological single-particle systems have been studied in detail, topology in quantum many-body systems remains an open problem. Specifically, in the quantum many-body limit, one of the challenges lies in the computational complexity of obtaining the many-body ground state and its many-body topological invariant. While algorithms to compute ground states with quantum computers have been heavily investigated, algorithms to compute topological invariants in a quantum computer are still under active development. Here we demonstrate a quantum circuit to compute the many-body topological invariant of a second-order topological quantum magnet encoded in qubits. Our algorithm relies on a quantum circuit adiabatic evolution in transverse paths in parameter space, and we uncover hidden topological invariants depending on the traversed path. Our work puts forward an algorithm to leverage quantum computers to characterize many-body topological quantum matter.
- Abstract（参考訳）: トポロジカル量子物質(トポロジカル量子物質)は、非伝統的な励起を工学するための柔軟な遊び場である。
非相互作用的なトポロジカル単一粒子系は詳細に研究されているが、量子多体系のトポロジは未解決の問題である。
特に、量子多体極限において、課題の1つは、多体基底状態とその多体位相不変量を得る計算複雑性である。
量子コンピュータで基底状態を計算するアルゴリズムは研究されているが、量子コンピュータで位相不変量を計算するアルゴリズムはまだ開発中である。
ここでは、量子ビットで符号化された2階トポロジカル量子マグネットの多体トポロジカル不変量を計算する量子回路を実証する。
提案アルゴリズムは,パラメータ空間の逆経路における量子回路の断熱的進化に依存し,その逆経路に依存する隠れトポロジ的不変量を明らかにする。
我々の研究は、多体トポロジカル量子物質を特徴づけるために量子コンピュータを利用するアルゴリズムを推進している。
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