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拓扑纠缠的统计方法:高阶不可约关联的玻尔兹曼机表示

量子物理 2023-11-08 v3 无序系统与神经网络 强关联电子

摘要

强相互作用系统可以用不同阶的关联函数来描述。高阶关联的量子类比是在零温度拓扑有序物质态中的拓扑纠缠,通常由拓扑纠缠熵(TEE)来量化。在这项工作中,我们提出一种统计诠释,在同一信息论框架下统一二者。我们证明,非零TEE的存在可从统计视角理解为在投影测量样本中体现的第nn阶互信息InI_n(对任意整数n3n\ge 3),这也明确了其两种现有提取方法——Kitaev-Preskill与Levin-Wen构造——之间的等价性。为利用InI_n的统计性质,我们构建了一个受限玻尔兹曼机(RBM),它在适当基下通过表示局域区域的纠缠哈密顿量,捕捉编码在投影样本分布中的高阶关联及相应的拓扑纠缠。此外,我们推导出一个闭式形式,给出了一种查询训练后RBM的方法,明确了与InI_n相关的任意阶关联的分析形式。我们指出,该用于提取高阶关联的查询方法也可应用于辅助场的构造,以解纠缠与多种相互作用模型相关的多体相互作用。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.03212,
  title  = {A statistical approach to topological entanglement: Boltzmann machine representation of high-order irreducible correlation},
  author = {Shi Feng and Deqian Kong and Nandini Trivedi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.03212},
  year   = {2023}
}

备注

18 pages, 5 figures, submission to SciPost Physics