論文の概要: Exploring topology via momentum-selective tomography
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.09673v1
- Date: Wed, 07 Oct 2026 08:36:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-08 21:58:22.808119
- Title: Exploring topology via momentum-selective tomography
- Title（参考訳）: 運動量選択トモグラフィによるトポロジー探査
- Abstract要約: モーメント選択測定による直接バンドトポロジートモグラフィーを実現するための新しいフレームワークを提案する。
高結合結合アーキテクチャを特徴とする超伝導プロセッサ上で実験的に実証した。
我々の研究は、トポロジカルな特徴を探索するための汎用的なツールを確立し、ロバストな量子コンピューティングアーキテクチャのための新しい道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.693186139109827
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Identifying and measuring topological invariants remains a fundamental challenge due to the non-local nature of momentum eigenstates in real space. Established approaches based on Bloch oscillations, quantum walks, charge pumping and quench dynamics, typically fail to provide direct momentum-dependent geometric information of each Bloch state. Here, we propose a novel framework for implementing direct band-topology tomography via momentum-selective measurements, and experimentally demonstrate it on a superconducting processor featuring a highly connected coupling architecture. Utilizing a ``star-like" geometry in which an auxiliary probe couples to a one-dimensional topological chain with spatially modulated coupling strengths, we selectively address the desired momentum states of the chain. This approach enables the direct and robust extraction of the winding phase that contributes to the associated topological invariant. Leveraging non-local couplers bridged by long tantalum airbridges, we realize an extended Su-Schrieffer-Heeger (SSH) model and map its full topological phase diagram. Through a nested Fourier analysis over time and space, we directly extract the winding phase across Brillouin zone and resolve quantized winding numbers of $ν=\{0,\pm1,2\}$ characterized by phase winding $\{0, \pm 2π,4π\}$. Our work establishes a versatile tool for probing topological characteristics and opens a new avenue for robust quantum computing architectures based on topological protection.
- Abstract（参考訳）: 位相不変量の同定と測定は、実空間における運動量固有状態の非局所性のために依然として根本的な課題である。
ブロッホ振動、量子ウォーク、電荷ポンプ、クエンチダイナミクスに基づくアプローチは、通常、各ブロッホ状態の運動量に依存した幾何学的情報の提供に失敗する。
本稿では,運動量選択的測定による直接バンドトポロジートモグラフィーを実現するための新しいフレームワークを提案する。
補助プローブが空間的に変調された結合強度を持つ一次元トポロジカルチェインに結合する「星のような」幾何学を用いて、チェーンの所望の運動量状態に選択的に対処する。
このアプローチは、関連する位相不変量に寄与する巻線位相の直接的かつロバストな抽出を可能にする。
長大なタンタルエアブリッジで架橋された非局所的なカップルを利用すれば、拡張Su-Schrieffer-Heeger (SSH)モデルを実現し、その全位相図をマッピングできる。
時間と空間のネストされたフーリエ解析により、ブリルアンゾーンを横切る巻成位相を直接抽出し、相巻成$\{0, \pm 2π,4π\}$を特徴付ける量子化された巻成数$ν=\{0,\pm1,2\}$を解く。
我々の研究は、トポロジカルな特徴を探索するための汎用的なツールを確立し、トポロジ的保護に基づくロバストな量子コンピューティングアーキテクチャのための新しい道を開く。
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