論文の概要: Quantum Complexity and Stabilizer-State Expansions: From Pairing to Deformation in Fermionic Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.31792v1
• Date: Thu, 22 Oct 2026 18:32:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-27 01:38:06.263344
• Title: Quantum Complexity and Stabilizer-State Expansions: From Pairing to Deformation in Fermionic Systems
• Title（参考訳）: 量子複雑性と安定化器-状態展開:フェルミオン系におけるペアリングから変形へ
• Abstract要約: フェルミオン系における2つの主集合率について検討した。 変形相では、高い絡み合いの共存が低い非安定化相であり、一方、超流動ペアリング相は実質的な絡み合いと非安定化相を示す。 古典的にスケーラブルで対称性を保った方法でシステムの位相図を記述する方法について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Understanding how collective phenomena such as pairing and deformation emerge in interacting fermionic systems, and how the correlations underlying them shape the resources required for their simulation, is a central challenge in many-body physics. We investigate various aspects of quantum complexity in a fermionic system exhibiting two main forms of collectivity, specifically deformation and pairing, through entanglement, non-stabilizerness, and fermionic non-Gaussianity. In the deformed phase, high entanglement coexists with low non-stabilizerness, while the superfluid pairing phase, by contrast, exhibits substantial multipartite entanglement and non-stabilizerness, together with maximal fermionic anti-flatness. In a second step we examine how to describe the phase diagram of the system in a classically scalable and symmetry-preserving way, by combining stabilizer-state expansion and variational basis optimization. A physics-guided decomposition of the Hamiltonian identifies the relevant stabilizer states, which can be constructed from graph states. A single stabilizer state captures the deformed phase to a large extent, and, although the number of stabilizer states required to describe the pairing phase grows exponentially with system size, a symmetry-preserving basis rotation yields a high-fidelity approximation using far fewer states. This rotated state can then serve as a practical starting point for quantum refinement.
• Abstract（参考訳）: 相互作用するフェルミオン系においてペアリングや変形などの集合現象がどのように出現し、その基礎となる相関がシミュレーションに必要な資源を形成するかを理解することは、多体物理学における中心的な課題である。 フェルミオン系における量子複雑性の諸側面を, エンタングルメント, 非安定化剤性, フェミオン非ガウス性という2つの主形態, 特に変形と対性を示す。 変形相では、非安定化剤の低い高い絡み合い共存は、対照的に超流動ペアリング相は、最大フェルミオン性反平坦性とともに、実質的な多部絡み合いと非安定化剤性を示す。 2番目のステップでは、安定化状態展開と変分基底最適化を組み合わせることにより、古典的にスケーラブルで対称性を保った方法でシステムの位相図を記述する方法について検討する。 物理誘導によるハミルトニアン分解は、グラフ状態から構築できる関連する安定化状態を特定する。 単一安定化器状態は変形した位相を広範囲に捕捉し、ペアリング位相を記述するために必要な安定化器状態の数はシステムサイズとともに指数関数的に増加するが、対称性保存基底回転は、はるかに少ない状態を用いて高忠実度近似を生成する。 この回転状態は、量子精製の実用的な出発点となる。

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