論文の概要: Constructing Bulk Topological Orders via Layered Gauging
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.27363v1
- Date: Thu, 30 Apr 2026 03:19:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-01 16:31:53.899825
- Title: Constructing Bulk Topological Orders via Layered Gauging
- Title（参考訳）: 層状ゲージによるバルクトポロジカル秩序の構成
- Authors: Shang Liu,
- Abstract要約: 位相ホログラフィーは、$k$次元の対称性と$(k+1)$次元の「バルク」位相的順序を関連付ける。
我々は、$k$次元一般化対称性から$(k+1)$次元の位相順序を生成する物理的に直感的で汎用的な方法を提案する。
我々は, 従来の, 高形式, サブシステム, 異常, 非可逆, あるいは非可逆な対称性を用いて, 異なる空間次元の多くの例でこの手法をうまく実装した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.146268503923298
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Understanding quantum phases and phase transitions in the presence of symmetries is a central objective of quantum many-body physics. A powerful modern paradigm for investigating this problem is topological holography, which relates symmetries in $k$ dimensions to "bulk" topological orders in $(k+1)$ dimensions. While conceptually profound, most existing bulk construction methods rely on sophisticated mathematical formalisms and can be difficult to apply to certain symmetry types. In this work, we propose a physically intuitive and versatile method, termed the layered gauging construction, to systematically generate $(k+1)$-dimensional (liquid or fracton) topological orders from $k$-dimensional generalized symmetries. Roughly speaking, the prescription is to stack many layers of $k$-dimensional quantum systems with certain symmetries into a $(k+1)$-dimensional pile, and then sequentially gauge a diagonal symmetry acting on each nearest-neighbor pair of layers. The detailed procedure depends on the specific symmetry types. We have successfully implemented the method in a number of examples in different spatial dimensions, with symmetries that are conventional, higher-form, subsystem, anomalous, nonabelian, or noninvertible. We hence conjecture the method to be very general. For example, from the subsystem symmetry of the $2d$ plaquette Ising model, we derive the X-cube model and also an anisotropic fracton topological order. Additionally, starting from an anomalous $\mathbb Z_2$ symmetry in $1d$, we construct a new square lattice model realizing the double semion topological order.
- Abstract（参考訳）: 対称性の存在下での量子相と相転移を理解することは、量子多体物理学の中心的な目的である。
この問題を研究するための強力な現代的なパラダイムは、$k$次元の対称性と$(k+1)$次元の「バルク」位相的順序を関連付けるトポロジカルホログラフィである。
概念的には深いが、既存のバルク構成法のほとんどは洗練された数学的形式に依存しており、特定の対称性のタイプに適用することは困難である。
本研究では,層状ゲージ構造と呼ばれる物理的に直感的で汎用的な手法を提案し,$k$次元一般化対称性から$(k+1)$-次元(液またはフラクトン)位相秩序を体系的に生成する。
大まかに言えば、処方は、ある対称性を持つ$k$次元量子系の多くの層を$(k+1)$-次元の山に積み重ね、次に、最も近い隣の2つの層に作用する対角対称性を順次測定することである。
詳細な手順は、特定の対称性のタイプに依存する。
我々は, 従来の, 高形式, サブシステム, 異常, 非可逆, あるいは非可逆な対称性を用いて, 異なる空間次元の多くの例でこの手法をうまく実装した。
したがって、この方法は非常に一般的なものであると推測する。
例えば、2d$のプラケットイジングモデルのサブシステム対称性から、X-キューブモデルと異方性フラクトントポロジカル位を導出する。
さらに、1d$の異常な$\mathbb Z_2$対称性から始めて、二重半オン位相秩序を実現する新しい正方格子モデルを構築する。
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