جايگزيدگي بس ذره اي نردبان كيتائف در غياب بي نظمي خارجي

Many-body localization of the Kitaev ladder without external disorder

در اين مقاله اثر جايگزيدگي بس ذره اي در محافظت از نظم توپولوژي در حالت هاي برانگيختة سيستم نردبان كيتائف به عنوان نمونه اي شبه يك بعدي از حافظه هاي كوانتومي خود تصحيح شوندة دو بعدي، نظير توريك كد، مورد مطالعه قرار مي گيرد. در اين كار با رويكردي غيراختلالي نشان داديم كه آمار سميونيك بين برانگيختگي هاي اولية نردبان كيتائف به طور مؤثر، باعث القاي بي نظمي در حالت هاي برانگيختة سيستم مي شود. اين بي نظمي اثرات ديناميكي اختلالات كوانتومي را تا زمان هايي كه به طور نمايي با طول سيستم افزايش مي يابد، از بين برده و باعث شكست ديناميكي تقارن انتفاليِ سيستم و وقوع جايگزيدگي بس ذره اي در غياب هرگونه بي نظمي خارجي مي شود. اين اثر مي تواند از نظم توپولوژيِ محافظت شدة تقارني در حالت هاي برانگيختة سيستم محافظت كند.

We study the effect of many-body localization(MBL) on the protection of topological order in the highly excited states(HES) of Kitaev ladder(KL) system which is a quasi-1D version of well-known 2D self-correcting quantum memories such as Kitaev Toric Code. By using a non-perturbative approach, we show that a self-generated disorder is induced in HES of the system, which suppresses the dynamical effect of quantum perturbations for exponentially long time due to semionic statistics between elementary excitation of KL. Hence, translation symmetry is broken dynamically and MBL occurs in the absence of any external disorder. This effect can preserve symmetry protected topological (SPT) order in HES of the system