玻色对称性保护拓扑相的非阿贝尔统计
对称性保护的非阿贝尔(SPNA)统计为量子统计开辟了新前沿,并丰富了拓扑量子计算的实现方案。该工作在一维强关联玻色子对称性拓扑(SPT)相中提出了一类新型SPNA统计,并通过系统研究揭示了其奇特的普适性特征。具体而言,研究人员证明了实哈密顿量描述的广泛玻色子SPT相中存在普适性规律:拓扑零模的SPNA统计可分为两个截然不同的类别。第一类表现为硬核玻色子的传统编织统计。更重要的是,该团队发现了第二类非常规编织统计,其特征表现为第一类统计的分馏化,令人联想到对称性保护马约拉纳对的非阿贝尔统计特性。这两类统计差异源于实哈密顿量系统编织过程中非阿贝尔贝里相分类的拓扑本质,其区别在于和乐变换是否涉及反射操作。为具体说明,该研究聚焦于具有粒子数守恒与粒子-空穴对称性的特定玻色子SPT相,证明这两类编织统计均可通过引入可控局域缺陷在三叉结结构中实现。在此范例中,零模受到幺正对称性保护,因而对动力学对称性破缺具有免疫力。数值计算结果支持了理论预测。该工作演示了如何利用两类SPNA统计实现逻辑量子比特编码,并执行单量子比特与双量子比特门操作。最后,研究人员提出了实现这些SPNA统计的可行实验方案,为实验验证预测结果及其在量子信息科学中的应用铺平了道路。
