論文の概要: Probing quantum spin liquids with multiple quantum coherences

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.25193v1
• Date: Mon, 21 Sep 2026 17:36:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-23 18:04:04.05389
• Title: Probing quantum spin liquids with multiple quantum coherences
• Title（参考訳）: 複数の量子コヒーレンスを持つ量子スピン液体の探索
• Abstract要約: 我々は、ギャップ付き$mathbbZ$量子スピン液体の位相感度診断として、多重量子コヒーレンス(MQCs)を確立する。 サブシステム分解されたMQCは、古典的なループガスと量子コヒーレント閉ループガスを区別する二部結合証を提供する。 本研究は, 量子スピン液体の励起, 相構造および大域的制約の実用的な診断法としてMQCを確立した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.04666493857924358
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum simulators are beginning to prepare long-sought phases of matter that remain difficult to realize cleanly in materials. Yet identifying such phases remains a major challenge when their defining properties are inherently non-local and cannot be captured by conventional local measurements. Here we establish multiple-quantum coherences (MQCs) as phase-sensitive diagnostics for gapped $\mathbb{Z}_2$ quantum spin liquids. Focusing on the extended toric code and using large-scale quantum Monte Carlo simulations, we build a direct correspondence between the elementary anyonic excitations and the weights of different MQC sectors. MQCs thereby reveal anyon condensation across the phase transitions through characteristic signatures that remain robust against fluctuations that obscure conventional diagnostics. Subsystem-resolved MQCs further provide a bipartite entanglement witness that distinguishes a classical loop gas from a quantum-coherent closed-loops gas. We develop and benchmark a practical protocol to extract MQCs based on the return fidelity of adiabatic round trips, and show that local coherence measurements retain experimentally accessible signatures of the phase transitions. Our results establish MQCs as a practical diagnostic for the excitations, phase structure and global constraints of quantum spin liquids.
• Abstract（参考訳）: 量子シミュレーターは、材料の清潔な実現が困難である長時間の物質相を準備し始めている。 しかし、そのような位相の同定は、その定義特性が本質的に非局所的であり、従来の局所測定では捉えられない場合にも大きな課題である。 ここでは、ギャップ付き$\mathbb{Z}_2$量子スピン液体の位相感度診断として、多重量子コヒーレンス(MQCs)を確立する。 拡張トーリック符号に着目し、大規模量子モンテカルロシミュレーションを用いて、基本正準励起と異なるMQCセクターの重みとの直接対応を構築する。 これにより、MQCsは相転移を横断する任意のイオン凝縮を、従来の診断に不明瞭な変動に対して頑健な特性シグネチャを通して明らかにする。 サブシステム分解されたMQCはさらに、古典的なループガスと量子コヒーレント閉ループガスを区別する二部結合の証人を与える。 我々は,アディバティックラウンドトリップの戻り忠実度に基づいてMQCを抽出するための実用的なプロトコルを開発し,ベンチマークし,局所コヒーレンス測定が相転移の実験的にアクセス可能なシグネチャを保持することを示す。 本研究は, 量子スピン液体の励起, 相構造および大域的制約の実用的な診断法としてMQCを確立した。

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