Geometric entanglement in topologically ordered states
Notice bibliographique
Résumé
Here we investigate the connection between topological order and the geometric entanglement, as measured by the logarithm of the overlap between a given state and its closest product state of blocks. We do this for a variety of topologically ordered systems such as the toric code, double semion, colour code and quantum double models. As happens for the entanglement entropy, we find that for sufficiently large block sizes the geometric entanglement is, up to possible sub-leading corrections, the sum of two contributions: a bulk contribution obeying a boundary law times the number of blocks and a contribution quantifying the underlying pattern of long-range entanglement of the topologically ordered state. This topological contribution is also present in the case of single-spin blocks in most cases, and constitutes an alternative characterization of topological order for these quantum states based on a multipartite entanglement measure. In particular, we see that the topological term for the two-dimensional colour code is twice as much as the one for the toric code, in accordance with recent renormalization group arguments (Bombin et al 2012 New J. Phys. 14 073048). Motivated by these results, we also derive a general formalism to obtain upper- and lower-bounds to the geometric entanglement of states with a non-Abelian group symmetry, and which we explicitly use to analyse quantum double models. Furthermore, we also provide an analysis of the robustness of the topological contribution in terms of renormalization and perturbation theory arguments, as well as a numerical estimation for small systems. Some of the results in this paper rely on the ability to disentangle single sites from the quantum state, which is always possible for the systems that we consider. Additionally we relate our results to the behaviour of the relative entropy of entanglement in topologically ordered systems, and discuss a number of numerical approaches based on tensor networks that could be employed to extract this topological contribution for large systems beyond exactly solvable models.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».