密度去相干下的分数量子霍尔态

分数量子霍尔态因其能在拓扑简并基态和非阿贝尔任意子融合空间中编码量子信息,成为拓扑量子计算极具前景的平台。该研究团队系统探究了两种典型态(Laughlin态与Moore-Read态)中编码的量子信息如何受到密度退相干(局域电荷密度与非热噪声耦合)的影响。研究发现存在临界填充因子νc:当ν>νc时,即便退相干强度任意大,量子信息仍能完全恢复——ν=1/3的Laughlin态与ν=1/2的Moore-Read态均满足此条件;当ν<νc时,两类态会通过退相干诱导的Berezinskii-Kosterlitz-Thousless(BKT)相变进入临界退相干相。其中Laughlin态在临界相内,其拓扑基态流形编码的信息会随退相干强度增强而持续衰减,仅在无限强退相干极限下完全消失;而Moore-Read态的非阿贝尔任意子融合空间编码的量子信息,即便超越BKT相变也能完全抵抗任意强度的退相干。这些发现为非阿贝尔分数量子霍尔态作为拓扑量子计算平台提供了新证据,同时引发了对该类态中纠错机制的深入思考。
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提交arXiv: 2025-10-09 17:30

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