論文の概要: Strong-to-Weak Spontaneous Symmetry Breaking Transitions on a Quantum Processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.26229v1
• Date: Mon, 19 Oct 2026 11:58:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-23 18:52:03.582238
• Title: Strong-to-Weak Spontaneous Symmetry Breaking Transitions on a Quantum Processor
• Title（参考訳）: 量子プロセッサ上での強弱自発対称性の破断遷移
• Abstract要約: 混合量子状態は、純粋な状態のない非伝統的な対称性の破れを示すことができる。 超伝導量子プロセッサ上での自発対称性破壊遷移の有限サイズ臨界シグネチャを実験的に解決する。 その結果,SW-SSB臨界挙動と混合状態SPT秩序を探索する量子古典的手法が確立された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.8164231946807226
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Mixed quantum states can exhibit unconventional forms of symmetry breaking without pure-state counterparts. A prominent example is strong-to-weak spontaneous symmetry breaking (SW-SSB), which cannot be diagnosed by observables linear in the density matrix. Here, we experimentally resolve finite-size critical signatures of SW-SSB transitions on a superconducting quantum processor. We develop a measurement protocol that combines quantum measurements with classical processing based on the known dephasing channel to reconstruct nonlinear mixed-state correlators. Using only two measurement settings, the protocol reconstructs fidelity, Rényi-2, and linear correlators, as well as string observables. Applying this approach to matrix-product states subjected to power-law-correlated dephasing, we observe finite-size crossings and scaling collapses in nonlinear correlators, accompanied by decaying linear correlations. We further map the estimated SW-SSB transition points across initial-state and channel parameters. Measurements of linear and Rényi-2 string observables further reveal signatures of mixed-state symmetry-protected topological (SPT) phases, with a nonlinear string-order crossover aligned with an independently estimated SW-SSB transition point. Our results establish a quantum-classical approach to probing SW-SSB critical behavior and mixed-state SPT order.
• Abstract（参考訳）: 混合量子状態は、純粋な状態のない非伝統的な対称性の破れを示すことができる。 顕著な例は強弱自然対称性の破れ(SW-SSB)であり、密度行列の線形観測では診断できない。 ここでは、超伝導量子プロセッサ上でのSW-SSB遷移の有限サイズ臨界符号を実験的に解決する。 本研究では, 非線形混合状態相関器を再構成するために, 既知のデファーシングチャネルに基づく量子計測と古典的処理を組み合わせた測定プロトコルを開発した。 プロトコルは2つの測定設定のみを使用して、文字列オブザーバブルと同様に、忠実度、レニイ-2、線形コレレータを再構成する。 本研究では, 非線形相関器の有限サイズ交叉とスケール崩壊を観測し, 線形相関関係の崩壊を伴って, 行列生成状態へのアプローチを適用した。 さらに、推定SW-SSB遷移点を初期状態およびチャネルパラメータ間でマッピングする。 線形およびレニイ-2弦観測器の測定により、混合状態対称性保護位相(SPT)位相のシグネチャがさらに明らかになり、非線形弦次交叉は独立に推定されたSW-SSB遷移点と整列する。 その結果,SW-SSB臨界挙動と混合状態SPT秩序を探索する量子古典的手法が確立された。

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