論文の概要: Mixed-state phases induced by power-law quantum channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.00480v1
• Date: Wed, 30 Sep 2026 18:00:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-03 01:19:23.676606
• Title: Mixed-state phases induced by power-law quantum channels
• Title（参考訳）: パワーロー量子チャネルによって誘起される混合状態相
• Abstract要約: オープン量子系は、強弱自然対称性の破れ(SW-SSB)のような本質的に混合された量子秩序を示すことができる 本稿では,2つのサイトを2体でデフォーカスする長距離量子チャネルを提案する。 我々は、Rényi-2診断に関して、自明で混合SPT、SW-SSB位相をホストする位相図を構築した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.8164231946807226
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Open quantum systems can exhibit inherently mixed quantum orders, such as strong-to-weak spontaneous symmetry breaking (SW-SSB), which have no analogue in pure states. It is generally expected that a finite-depth local quantum channel cannot induce a phase transition to SW-SSB in one spatial dimension. We circumvent this obstruction by introducing a long-range quantum channel, which implements two-body dephasing on pairs of sites with probability falling off according to a power-law in the site separation. Applying this channel to a one-parameter family of matrix product states interpolating between trivial and symmetry-protected topological (SPT) phases, we construct a phase diagram that hosts trivial, mixed SPT, and SW-SSB phases with respect to Rényi-2 diagnostics. Notably, the mixed SPT phase is distinct from previously studied decohered SPT phases: it hosts two logical qubits and exhibits nonvanishing Rényi-2 string order, despite vanishing conventional string order. Through a series of mappings to a classical statistical mechanics model, we establish a direct connection between the loss of logical information and the onset of SW-SSB in this model. Finally, we consider the feasibility of experimental realization of the phenomena we have studied. We emphasize that our family of mixed states can be tuned to regimes of high purity, substantially reducing measurement overhead and enabling their experimental realization and detection on near-term quantum hardware.
• Abstract（参考訳）: オープン量子系は、純粋な状態に類似しない強弱自然対称性の破れ (SW-SSB) のような本質的に混合した量子秩序を示すことができる。 一般に、有限深さの局所量子チャネルは、一次元のSW-SSBへの位相遷移を誘導できないと期待されている。 我々は、この障害を回避するために、長い範囲の量子チャネルを導入する。これは、サイト分離のパワー・ルールに従って、一対のサイトを2体でデフォーカスする。 このチャネルを自明な位相と対称性に保護された位相(SPT)位相の間を補間する行列積状態の一パラメータ族に応用することにより、Rényi-2診断に関して、自明で混合されたSPTおよびSW-SSB位相をホストする位相図を構築する。 特に、混合SPT相は以前に研究された非共役SPT相とは区別され、2つの論理量子ビットを包含し、従来の弦の順序が消えているにもかかわらず、存在しないレニイ-2弦の順序を示す。 古典的統計力学モデルへの一連のマッピングを通じて、このモデルにおける論理情報の喪失とSW-SSBの開始との間に直接接続を確立する。 最後に、我々が研究した現象の実験的実現の可能性について考察する。 混合状態の族は高純度な状態に調整でき、測定オーバーヘッドを大幅に減らし、短期量子ハードウェアの実験的実現と検出を可能にすることを強調する。

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