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量子条码:量子相变中的持久同调

量子物理 2025-04-15 v1 数学物理 代数拓扑 math.MP

摘要

我们引入“量子条码”理论框架,将持久同调应用于量子多体系统中拓扑相的分类。通过对量子态进行战略性可观测量测量,将其映射为经典数据点,我们创建了可通过持久同调技术进行分析的“量子态云”。我们的框架表明,处于同一拓扑相中的量子系统具有一致的条码表示,并在特征区间上共享持久同调群。我们证明,量子相变表现为这些持久同调特征的显著变化,可通过持久 Dirac 算子谱中的离散点被检测到。以 SSH 模型为示例,我们展示了该方法成功识别拓扑相变并区分平凡相与拓扑相的能力。虽然该框架主要为对称受保护的拓扑相开发,但它在持久同调与量子拓扑之间建立了数学联系,提供了一种补充传统不变式方法的新型相分类方法。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.10468,
  title  = {Quantum Barcodes: Persistent Homology for Quantum Phase Transitions},
  author = {Khyathi Komalan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.10468},
  year   = {2025}
}

备注

27 pages