論文の概要: Quantum criticality in open quantum systems from the purification perspective

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.21979v1
• Date: Wed, 25 Feb 2026 14:57:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-26 18:19:16.87492
• Title: Quantum criticality in open quantum systems from the purification perspective
• Title（参考訳）: 純化の観点からみた開量子系における量子臨界性
• Authors: Yuchen Guo, Shuo Yang,
• Abstract要約: オープン量子系は、対称性に保護されたトポロジカルおよび自発的対称性を破るパラダイムを超える混合状態相をホストする。 一次元システムにおける全ての混合状態位相を特徴付ける浄化に基づくフレームワークを開発する。 ピラミッド対称性を破る領域や立方体中心に完全に対称性を破る位相を含む豊富な位相構造を見出した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.364682124857485
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Open quantum systems host mixed-state phases that go beyond the symmetry-protected topological and spontaneous symmetry-breaking paradigms established for closed, pure-state systems. Developing a unified and physically transparent classification of such phases remains a central challenge. In this work, we introduce a purification-based framework that systematically characterizes all mixed-state phases in one-dimensional systems with $\mathbb{Z}_2^σ \times \mathbb{Z}_2^τ$ symmetry. By introducing an ancillary $κ$ chain and employing decorated domain-wall constructions, we derive eight purified fixed-point Hamiltonians labeled by topological indices $(μ_{στ},μ_{τκ},μ_{κσ}) \in \{\pm1\}^3$. Tracing out the ancilla recovers the full structure of mixed-state phases, including symmetric, strong-to-weak spontaneous symmetry breaking, average symmetry-protected topological phases, and their nontrivial combinations. Interpolations between the eight fixed points naturally define a three-dimensional phase diagram with a cube geometry. The edges correspond to elementary transitions associated with single topological indices, while the faces host intermediate phases arising from competing domain-wall decorations. Along the edges, we identify a class of critical behavior that connects distinct strong-to-weak symmetry-breaking patterns associated with distinct strong subgroups, highlighting a mechanism unique to mixed-state settings. Large-scale tensor-network simulations reveal a rich phase structure, including pyramid-shaped symmetry-breaking regions and a fully symmetry-broken phase at the cube center. Overall, our purification approach provides a geometrically transparent and physically complete classification of mixed-state phases, unified with a single $\mathbb{Z}_2^σ \times \mathbb{Z}_2^τ \times \mathbb{Z}_2^κ$ model.
• Abstract（参考訳）: オープン量子系は、閉じた純粋状態系のために確立された対称性保護トポロジカルおよび自発的対称性破壊パラダイムを超える混合状態相をホストする。 このような位相の統一的で物理的に透明な分類を開発することは、依然として中心的な課題である。 本研究では, 1次元系の混合状態位相を, $\mathbb{Z}_2^σ \times \mathbb{Z}_2^τ$対称性で体系的に特徴づける浄化基フレームワークを提案する。 補助的な$κ$連鎖を導入し、装飾されたドメインウォール構造を採用することにより、位相指標 $(μ_{στ},μ_{τκ},μ_{κσ}) \in \{\pm1\}^3$ でラベル付けされた8つの精製された固定点ハミルトニアンを導出する。 アンシラの追跡は、対称性、強弱自然対称性の破れ、平均対称性の保護された位相相、およびそれらの非自明な組み合わせを含む混合状態相の完全な構造を回復させる。 8つの固定点の間の補間は、自然に3次元位相図式を立方体幾何学で定義する。 エッジは1つのトポロジカルな指標に関連する基本的な遷移に対応し、顔は競合するドメインウォールの装飾から生じる中間フェーズをホストする。 エッジに沿って、異なる強い部分群に関連する異なる強弱対称性を破るパターンを接続する臨界行動のクラスを特定し、混合状態設定に特有のメカニズムを強調する。 大規模テンソル・ネットワークシミュレーションでは、ピラミッド状の対称性破断領域や立方体中心で完全に対称性破断した位相を含む豊富な位相構造が示される。 全体として、我々の浄化アプローチは、混合状態相の幾何学的に透明で物理的に完全な分類を提供し、単一の$\mathbb{Z}_2^σ \times \mathbb{Z}_2^τ \times \mathbb{Z}_2^κ$モデルで統一される。

関連論文リスト

• Topological Holography for Mixed-State Phases and Phase Transitions [5.6658173165064785]
  我々は、対称性トポロジカル場理論(SymTFT)フレームワークをオープン量子システムに拡張する。 1+1)次元混合状態相をSymTFTの縮合可能な代数を通して研究する。 オープンなSymTFTフレームワーク内でのゲージングが、異なる混合状態フェーズ間の接続をいかに明らかにするかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-07-08T17:51:00Z)
• Topological Phase Transitions and Mixed State Order in a Hubbard Quantum Simulator [36.556659404501914]
  トポロジカル位相遷移は、多体物理学における従来のパラダイムに挑戦する。 このような一次元対称性保護位相間の遷移を観察する。 以上の結果から、トポロジと情報がどのように量子相転移に影響を及ぼすかが示されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-05-22T17:58:35Z)
• Exactly solvable models for fermionic symmetry-enriched topological phases and fermionic 't Hooft anomaly [33.49184078479579]
  過去10年間で、対称性に富んだ位相(SET)位相の概念が提案され、その分類はボゾン系に対して体系的に研究されてきた。 格子モデルにおけるこれらのフェルミオンSET(fSET)相をどうやって実現するかは、難しい問題である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-24T19:52:27Z)
• Strong-to-weak spontaneous symmetry breaking meets average symmetry-protected topological order [17.38734393793605]
  これら2つの順序の非自明な拡張から生じる二重ASPT位相と呼ばれる新しい位相のクラスを提案する。 この新たなフェーズは以前の研究には欠落しており、従来の閉じたシステムには存在しない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-17T16:36:53Z)
• Gapless symmetry-protected topological phases and generalized deconfined critical points from gauging a finite subgroup [0.6675805308519986]
  大域対称性の有限部分群を測ることによって、従来の位相と位相遷移を非伝統的な位相にマッピングすることができる。 本研究では,グローバルな$U(1)$を持つ創発的な$mathbbZ$-gaugedシステムについて検討する。 また、これらの相の安定性と、小さな摂動に対する臨界点とその潜在的な実験的実現についても論じる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-22T05:46:49Z)
• Emergence of non-Abelian SU(2) invariance in Abelian frustrated fermionic ladders [37.69303106863453]
  2脚の三角形のはしご上でスピンレスフェルミオンを相互作用させるシステムについて考察する。 顕微鏡的には、全フェルミオン電荷の保存に対応するU(1)対称性と離散$mathbbZ$対称性を示す。 3つの相の交点において、系は始点 SU(2) 対称性を持つ臨界点を特徴とする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-11T15:57:27Z)
• Non-Gaussian superradiant transition via three-body ultrastrong coupling [62.997667081978825]
  3体結合を特徴とする量子光学ハミルトニアンのクラスを導入する。 提案手法は,検討されたモデルを実装した最先端技術に基づくサーキットQED方式を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-04-07T15:39:21Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。