Observation of Four-body Ring-exchange Interactions and Anyonic Fractional Statistics
环交换是一种用于模拟非常规拓扑物质的基本相互作用，有望实现高效的量子信息处理。本文报道了在超冷原子系统中观察到的四体环交换相互作用和任意子激发的拓扑性质。最小复曲面码汉密尔顿算子（其中环交换是主导项）是通过设计哈伯德汉密尔顿算子来实现的，哈伯德汉密尔顿算子描述了由两个正交超晶格形成的不连接元格阵列中的原子自旋。环交换相互作用的自旋顺序的动力学演化，以及与预测的自旋系统的两个任意子激发之间的能隙匹配。编织操作被施加到血小板中的自旋，并观察到四自旋状态下的诱导相$1.00(3)π$，证实了$\frac{1}{2}$ -anynoic统计。这项工作是研究多体系统拓扑问题以及量子计算和模拟应用的重要一步。
2016-02-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Measurement-Only Topological Quantum Computation via Anyonic Interferometry
我们描述了测量只有拓扑量子计算使用投影和干涉测量的拓扑电荷。我们演示了如何任意子隐形传态可以实现使用“强制测量”协议的两种类型的测量。利用这一点，它示出了如何拓扑电荷测量可以用来生成拓扑量子计算中使用的编织变换，因此，计算任意子的物理运输是不必要的。我们详细讨论了分数量子霍尔系统中拓扑量子计算（特别是使用仅测量方法）的实现。
2008-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Quantum entanglement of particles on a ring with fractional statistics
本文研究了具有排斥相互作用的一维任意子系统的基态的冯诺伊曼熵。基于Bethe-Anneal方法，从单粒子约化密度矩阵出发，得到了全相互作用下任意统计参量（$0\leqκ\leq1$）的纠缠特性.结果表明，随着相互作用强度和统计参数的增大，系统的纠缠熵增大。统计参数从两个方面影响纠缠特性：有效相互作用强度的重整化和引入额外的任意子相位。我们还评估了不同统计参数的硬核任意子的纠缠熵，以澄清单独的影响所引起的任意子相位。
2009-06-02 quant-ph
Quantum Non-Abelian Hydrodynamics: Anyonic or Spin-Orbital Entangled liquids, Non-Unitarity of Scattering matrix and Charge Fractionalization
在这篇文章中，我们发展了一个精确的（非绝热，非微扰）密度矩阵散射理论的两个组件的量子液体相互作用或散射了一个通用的自旋相关的量子势。我们发现散射流体中的电荷数或电荷密度$\text{Tr}({\varrho}_{sc})$依赖于{非平凡量子干涉系数} ${\cal{Q}}^{αβ}_{0ijk}$，它是由于自旋无关和自旋相关的散射振幅之间以及自旋相关的散射振幅之间的量子干涉而产生的.量子干涉系数的影响可以通过定义{ \bf矢量序参数} $\bm{Q}$来包括。我们发现，在自旋相关相互作用下，{ \bf矢量序参量} $\bm{Q}$必然不为零，并且与散射矩阵$\cal{S}$及其匕首$\cal{S}^{\dagger}$的换位子和反换位子有关.进一步证明了$\bm{Q}\neq 0$包含四个物理等价条件，即{ \bf自旋轨道纠缠不为零}，{ \bf非阿贝尔散射相位，即矩阵}，散射矩阵为{ \bf非酉}和散射密度矩阵的时间反演对称性破缺.这也意味着准粒子激发在本质上是任意子的，因此，电荷分馏是一个自然的结果。这方面也讨论了从数量或电荷密度守恒的角度来看，这意味着，即$\text{Tr}({\varrho}_{sc})=\text{Tr}({\varrho}_{in})$。另一方面，$\bm{Q}=0$在存在自旋相关势或散射的情况下被证明是数学上强制的非物理解，其等价于{ \bf Abe…
2014-04-15 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Measuring Anyonic Exchange Phases Using Two-Dimensional Coherent Spectroscopy
本文通过二维相干光谱研究任意子交换相位，利用非线性响应函数的阈值行为揭示任意子间的分数统计，验证了非阿贝尔任意子的区分能力。
2025-11-21 cond-mat.str-el quant-ph
Revealing anyonic features in a toric code quantum simulation
任意子是二维系统中的准粒子，其统计性质与玻色子或费米子非常不同。虽然他们的孤立的观察尚未实现，在这里，我们进行了量子模拟的环面代码模型上的任意子。通过编码的偏振光子的多粒子纠缠态的模型，我们能够证明各种操纵的任意态，特别是，他们的特征分数统计。
2009-07-06 cond-mat.mes-hall hep-th physics.optics
Quantum computation with quasiparticles of the Fractional Quantum Hall Effect
我们提出了一种方法，使任何子量子计算系统中的antidots在二维电子液体中的EQUIHE制度的实施。该方法基于反点系统中的量子准粒子的绝热转移，并利用它们的分数阶统计来实现量子逻辑。我们的方案相对于其他基于量子计算的方案的优点包括：在抑制退相干的量子液体中的能隙，以及准粒子统计的拓扑性质，使得两个准粒子在没有直接动力学相互作用的情况下纠缠成为可能。
2001-10-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Braiding Interactions in Anyonic Quantum Walks
任意子量子行走是一个描述单个任意子沿着一条静止任意子链传播并通过相互编织统计相互作用的动力学模型。本文综述了准一维梯形几何中任意子量子行走中辫子统计效应的最新研究结果。对于对应于量子群$SU(2)_k$的自旋为1/2的非代表的任意子，非阿贝尔种类$(1<k<\infty)$引起步行者和拓扑自由度之间的纠缠，该自由度由步行轨迹上的量子链路不变量量化。退相干足够强，以减少在无限阶梯上的步行经典的行为。我们也给出了循环图上$SU(2)_2$或伊辛模型任意子游动的混合时间的数值结果。最后，讨论了分数量子霍尔系统中任意子量子行走的可能实验模拟。
2012-10-12 quant-ph
Statistical Control of Relaxation and Synchronization in Open Anyonic Systems
本文提出任意子振荡器的Lindblad框架，证明分数统计可控制开放量子系统退相干，通过调节任意子相位实现模保护、异常点与相干分岔，并利用多维光谱探测统计相位指纹，为抗耗散量子态工程提供新参数。
2025-08-13 quant-ph
Anyonization of bosons
本文在一维强相互作用量子气体中利用移动杂质和自旋-电荷分离实现了可调统计角的任意子关联，并通过动量分布观测到玻色子向费米子的嬗变，为研究非平衡任意子现象开辟了新途径。
2024-12-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-locality of non-Abelian anyons
拓扑系统，如分数量子霍尔液体，有望在执行量子计算的同时成功地对抗环境退相干。这些高度关联的系统可以支持非阿贝尔的任意子准粒子，可以编码奇异的纠缠态。为了揭示这些编码状态的非局域性，我们证明了违反适当的贝尔不等式。我们提供了一个明确的配方的准备，操作和测量所需的相关性为一大类拓扑模型。该方案给出了任意离子态非定域性的一个可操作的度量，并为在量子霍尔液体或自旋晶格中违反贝尔不等式提供了可能性.
2008-10-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Probing anyonic statistics via Mach-Zehnder interferometry in quantum computers
Boston University（波士顿大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（围道理论物理研究所）；University of Cambridge（剑桥大学）；Western Washington University（西华盛顿大学）
利用量子计算机构建合成迈克尔逊-干涉仪，研究量子自旋液体中任意子的分数交换统计，通过观察电激发与磁激发的干涉图案验证噪声模型。
2025-04-28 cond-mat.str-el quant-ph
Anyonic statistics of quantum impurities in two dimensions
我们证明，相同的杂质浸泡在一个二维的多粒子浴可以被视为磁通管带电粒子复合材料描述的分数统计。特别是，我们发现，浴表现为一个外部的磁通量管相对于杂质，因此时间反演对称性被打破的有效描述杂质的哈密顿量。出现的通量管在经过一定的临界耦合后，充当统计规范场。这种临界耦合对应于准粒子态和声子翼之间的交叉点，在那里角动量从杂质转移到浴。这相当于一个新的配置与新兴的任意子。所提出的设置为使用与超流氦或晶格声子相互作用的电子以及使用超冷气体中的原子杂质来实现任意子铺平了道路。
2018-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Anyons and transmutation of statistics via vacuum induced Berry phase
我们表明，玻色子场可能会出现任何行为时，与费米子的Jaynes-Cummings模型。该建议是通过一个两能级系统与两个量子化模式的谐振子的相互作用，在适当的条件下，该系统获得分数几何相位。系统本征态的纠缠在系统的有效演化中起着至关重要的作用，它提供了一个二维的限制，导致了任意子的行为。对于一个特定的参数选择，我们表明，它是可能的不断从费米子玻色子系统的统计嬗变。我们还提出了一个实验性的建议，在离子阱设置，其中分数统计特征可以生成，控制和测量。
2004-10-18 quant-ph
An explicit realization of fractional statistics in one dimension
使用三体Calogero模型提供了任意子的显式实现。在耦合域$-1/4<g<0$中，角谱可以具有能带结构，这一事实导致了在粒子交换下在波函数中显示期望的相位。与此同时，角变量对应的动量也被量子化了，这与二维任意子系统中的相对角动量量子化完全相似
2008-12-22 quant-ph
Anyonic Partial Transpose I: Quantum Information Aspects
混合量子态中纠缠的基本诊断称为部分转置，相应的纠缠度量称为对数负性。尽管对数负性在描述玻色子多体系统方面取得了巨大的成功，但将部分转置推广到费米系统仍然是一个技术挑战，直到最近提出了一个新的定义来解释费米统计。本文基于部分转置与辫子运算之间的相似性，提出了一种将部分转置推广到具有（非阿贝尔）分数统计量的任意子的方法。然后，我们定义的任意版本的对数负性，并表明它满足标准的要求，如单调性是一个纠缠措施。特别是，我们阐明的任意子对数负的性质，通过计算它的玩具密度矩阵的一对任意子在各种类别。我们猜想，子空间的状态与消失的对数负性是一组零的测量在整个空间的任意态，在普通的量子比特系统，这个子空间占据有限的体积。我们证明了这个猜想的多重性自由范畴。
2020-12-03 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Two-particle time-domain interferometry in the Fractional Quantum Hall Effect regime
准粒子是凝聚态量子相的元激发。证明它们在传播过程中保持量子相干性是操纵它们实现量子信息任务的一个基本问题。这里，我们考虑任意子，即在高磁场中的二维电子导体中发生的分数量子霍尔效应的分数带电准粒子20。它们服从任意子统计，介于费米子和玻色子之间。令人惊讶的是，任意子在通过电子法布里-珀罗干涉仪的局域态传输时表现出很大的量子相干性，但在通过马赫-曾德尔干涉仪的传播态传输时几乎没有量子干涉。在这里，使用一种新的干涉方法，我们证明了任意子在传播时保持量子相干性。执行两个粒子的时域干涉测量敏感的两个粒子的Hanbury布朗Twiss相，我们发现53%和60%的vibrations与电荷e/5和e/3的任意子。我们的结果给出了一个积极的信息的挑战，执行控制量子相干编织的任意子。
2022-09-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Well in Fractional Quantum Mechanics
本文在分数量子力学框架下求解对称一维有限势阱中粒子能谱的精确解，并提出确定离散能级数量与能量的图解算法，为量子阱模拟分数量子力学提供新途径。
2025-08-29 math-ph math.MP quant-ph
Non-identical anyonic algebras from compact-field quantum geometry
Peter Grünberg Institute, Theoretical Nanoelectronics, Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心彼得·格林贝格研究所理论纳米电子学）
本文研究了紧致场量子几何如何诱导量化陈耦合，揭示了非相同任意子的交换统计特性，为非局域场理论和量子纠错提供新途径。
2026-08-17 cond-mat.supr-con quant-ph
Design of a Single-Shot Electron detector with sub-electron sensitivity for electron flying qubit operation
最近在弹道导体中实现了相干单电子源，这让我们可以设想进行类似于量子光学实验的时间分辨电子干涉测量实验，最终可以将传播的电子激发用作飞行的量子比特。然而，一个重要的缺失是单次电子探测，它将使飞行量子比特的完整量子信息操作成为可能。在这里，我们提出并讨论了一个单电荷检测器的设计，能够实现在飞行中检测电子飞行量子比特。它的亚电子灵敏度将允许检测分数量子霍尔效应的分数带电飞行任意子，并将使使用符合测量检测任意子统计。
2020-02-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological contextuality and anyonic statistics of photonic-encoded parafermions
准粒子中毒是实现基于Majorana理论的量子计算的一个基本问题，在Majorana零模态的测量过程中会出现准粒子中毒现象。副费米子是马约拉纳费米子的自然推广，可以编码对准粒子中毒免疫的拓扑量子。虽然预期在超导分数量子霍尔系统中会出现parafermions，但目前的技术还无法实现。为了绕过这个问题，我们采用了光子量子模拟器，实验证明基于parafermion的通用量子计算的关键组成部分。我们在这篇文章中的贡献是双重的。首先，通过对光子态的操纵，我们实现了对应于仿费米子编织统计的Clifford算符Berry相位。其次，我们通过证明仿费米子编码量子态的上下文性，首次研究了拓扑系统中的量子上下文性。重要的是，我们发现，拓扑编码的上下文打开了魔态蒸馏的方式，而上下文和编织诱导的克利福德门对本地噪声有弹性。通过引入上下文，我们的光子量子模拟提供了第一步，实现拓扑量子计算的物理鲁棒性的方法。
2021-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Experimental simulation of fractional statistics of abelian anyons in the Kitaev lattice-spin model
在二维空间中，物理定律甚至允许任意子的存在，这些任意子表现出从玻色子到费米子连续变化的分数统计特性。他们负责分数量子霍尔效应，并提出了自然容错量子计算的候选人。尽管有这些显著的性质，任意子的分数统计从未在自然界中直接观察到。本文报道了在核磁共振系统上通过模拟第一Kitaev晶格自旋模型证明任意子的分数统计。我们将晶格自旋模型的四体相互作用编码为分子中伊辛自旋链的两体相互作用。因此，它可以有效地准备和操作的基态和激发的模型哈密顿量。这个便于操作和检测阿贝尔任意子的量子系统清楚地揭示了任意子的统计性质。从长远来看，我们对相互作用哈密顿量的实验对任意子的控制和应用也是有用的。
2007-12-17 quant-ph
Interferometry of non-Abelian Anyons
通过干涉实验发展了非阿贝尔任意子的一般量子测量理论。本文首先对任意子模型的理论进行了简要的介绍，重点介绍了将标准量子测量理论应用于此类系统所必需的基本形式。然后，这是适用于给出一个详细的分析，使用马赫-曾德尔干涉仪任意子模型的任意子电荷测量。我们发现，作为任意探针发送通过腿的干涉仪，位于目标区域的总任意电荷的叠加崩溃时，他们是通过monodromy与探针任意子，这也决定了崩溃的速度可区分。我们估计的探针的数量需要获得一个期望的置信水平的测量结果区分收费，并明确制定了一些重要的任意子模型的例子。我们应用相同的技术来描述在分数量子霍尔系统中实现的双点接触干涉仪中的干涉测量。对于隧穿的最低阶，这些结果基本上与马赫-曾德尔干涉仪的结果相匹配，但我们也提供了由于涉及多个隧穿过程而引起的校正。最后，我们给出了明确的预测描述状态测量的实验中的阿贝尔层次状态，非阿贝尔摩尔读取状态在$ν=5/2$和读取Rezayi状态在$ν= 12/5$。
2008-01-13 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Robust protocols to reveal anyonic time-exchange phase
本研究提出基于局部任意子时间交换链接的鲁棒协议，揭示任意子时间交换相，并推导出新的非平衡波动-耗散关系以分离统计相位与标度维度。
2026-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Strongly interacting mesoscopic systems of anyons in one dimension
使用所谓的任意粒子的分数统计特性，我们提出了精确的解决方案，最多6个强相互作用的粒子在一维禁闭，内插通常的玻色子和费米子的限制。具体来说，我们考虑两个组件的任意子的混合物，并使用这些来回避平衡和不平衡系统的混合-去混合属性。重要的是，我们证明，分层的程度敏感地依赖于外部陷阱中的粒子被限制。我们还展示了如何可以在原则上探测的统计参数的任意系统注入强相互作用的杂质和做光谱或隧道测量。
2016-04-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Braiding fractional quantum Hall quasiholes on a superconducting quantum processor
本研究使用小型含噪超导量子处理器，在薄圆柱体简化模型框架内模拟分数量子霍尔准空穴的直接编织，通过ancilla控制绝热演化序列并采用复合误差缓解策略测量拓扑相位，为研究分数量子霍尔态的编织统计开辟了新途径。
2023-04-18 cond-mat.str-el quant-ph
Observation of the scaling dimension of fractional quantum Hall anyons
本研究针对分数量子霍尔任意子标度维数难以观测的问题，通过热噪声到散粒噪声的渡越过程结合有限温度拟合，在多个填充因子下观测到与理论一致的标度维数，为奇异准粒子研究提供了新途径。
2024-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Measurable fractional spin for quantum Hall quasiparticles on the disk
我们研究了定义在圆盘上的最低朗道能级量子霍尔态的局域准粒子激发的自旋。我们提出的自旋满足自旋统计关系，并可以用来重建拓扑几何相位与两个任意选择的准粒子的交换。由于它与准粒子电荷分布的四极矩有关，因此可以在实验中测量，并且可以以一种与迄今为止采用的干涉测量方案互补的方式揭示任意子性质。我们首先讨论了Laughlin态的准空穴的定义，并给出了我们自旋的数值和解析研究，然后讨论了Halperin221态的几种准空穴。最后，我们讨论了我们的自旋和准粒子围绕其轴的绝热旋转之间的联系，并证明了我们的自旋服从自旋统计关系。
2022-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Tricritical point with fractional supersymmetry from a Fibonacci topological state
本文考虑正方形格子上的一个一般Fibonacci拓扑波函数，该波函数的范数可以映射到以$ϕ=(\sqrt{5}+1)/2$为黄金分割比的双耦合$ϕ^{2}$态Potts模型的配分函数中.由此建立全局相图，显示非阿贝尔拓扑相变。Fibonacci拓扑相对应于双耦合Potts模型中出现的一个新相，并分别连续变化为两个非拓扑相，这两个非拓扑相彼此对偶，并被一阶相变线分割。在自对偶性下，Fibonacci拓扑态在量子三临界点进入一级过渡态，在此发生两个连续的量子相变分叉。所有的拓扑相变都是由斐波那契任意子及其共轭组成的任意玻色子的凝聚驱动的。然而，分数超对称性显示在量子三临界点，其特征在于陪集共形场论。
2019-05-23 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Quantum spin ladders of non-Abelian anyons
由耦合链组成的量子阶梯模型形成了一个有趣的连接一维和二维的系统，并且在量子磁体和费米子系统的背景下得到了很好的研究。在这里，我们考虑由更奇异的量子力学自由度组成的梯形系统，所谓的非阿贝尔任意子，可以被认为是普通SU（2）自旋的某些量子变形。这种非阿贝尔任意子在拓扑量子流体中以准粒子激发的形式出现，包括p_x + ip_y超导体、某些分数量子霍尔态和旋转的玻色-爱因斯坦凝聚体。在这里，我们使用精确对角化和共形场论的组合，以确定多达四个链的阶梯的相图。我们讨论了如何从普通SU（2）自旋梯熟悉的现象，在其anyonic对应物，如无隙和有隙的阶段，奇/偶效应与梯子的宽度，和基本的“磁振子”激发一般化。其他特征完全是由于任意子自由度的拓扑性质。
2011-01-13 cond-mat.str-el quant-ph
Enhancing Quantum Machine Learning with Anyons
Center for Quantum Technology Research and Key Laboratory of Advanced Optoelectic Quantum Architecture and Measurements (MOE), School of Physics, Beijing Institute of Technology（量子技术研究中心和先进光电量子架构与测量（MOE）重点实验室，物理系，北京理工大学）；Department of Mathematics and Physics, Shijiazhuang Tiedao University（数学物理系，石家庄铁道大学）；Yau Mathematical Sciences Center, Tsinghua University（叶中数学科学中心，清华大学）；Yanqi Lake Beijing Institute of Mathematical Sciences and Applications, Beijing（燕奇湖北京应用数学科学研究所，北京）
提出统一玻色子、费米子和任意子交换统计的量子核框架，通过表示、核几何和学习基准分析，证明任意子核在特征空间结构和学习性能上优于传统统计。
2026-06-16 cs.LG quant-ph
Realization of a fractional quantum Hall state with ultracold atoms
该研究在光学晶格超冷原子体系中实现两粒子、16格点的玻色型 ν=1/2 Laughlin 态，并通过关联、霍尔响应和能隙光谱验证其分数量子霍尔特征。
2022-10-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
