PENDING QUALITY AUDIT (2026-08). The file is restricted while this record is reviewed as part of a systematic audit of the author's corpus. It has not yet been assessed. Metadata and DOI remain public, and access can be requested. The Forge ISA operates with a single annealing parameter β. For systems with multiple coupled degrees of freedom, the natural generalisation assigns an independent β_i to each sector. The central result is a non-commutativity theorem: the sector dequantization operators T_∞^c and T_∞^s satisfy [T_∞^c, T_∞^s] = 0 ⟺ I_cs = 0 where I_cs = ⟨H_c H_s⟩ − ⟨H_c⟩⟨H_s⟩ is the off-diagonal Fisher information coupling. When sectors are coupled (I_cs ≠ 0), dequantization order matters: the joint e-geodesic path on the product Fisher manifold outperforms sector-by-sector annealing by ΔE = 0.35 at U = 4t on the half-filled 4-site Hubbard chain (99.3% vs 82.7% of ground state energy). A new Hubbard limit is identified: the spin-frozen limit (β_s → ∞, β_c finite) reduces to a hard-core Bose gas, complementing the known charge-frozen limit (Heisenberg AFM, Anderson 1959). The annealing-order holonomy is the thermodynamic analogue of the Aharonov-Bohm effect, largest near the Mott transition where Fisher curvature peaks. Series: Paper 325 (doi:10.5281/zenodo.20400638) → Paper 419 (doi:10.5281/zenodo.20694527) → Paper 443 (doi:10.5281/zenodo.20752384) → Paper 453 (this paper). Keywords Forge ISA, multi-sector annealing, non-commutativity, Fisher information, Hubbard model, hard-core Bose gas, Mott transition, information geometry, e-geodesic, annealing order, holonomy, Aharonov-Bohm, thermodynamic computation, natural gradient, dequantization
PENDING QUALITY AUDIT (2026-08). The file is restricted while this record is reviewed as part of a systematic audit of the author's corpus. It has not yet been assessed. Metadata and DOI remain public, and access can be requested. The Forge ISA operates with a single annealing parameter β. For systems with multiple coupled degrees of freedom, the natural generalisation assigns an independent β_i to each sector. The central result is a non-commutativity theorem: the sector dequantization operators T_∞^c and T_∞^s satisfy [T_∞^c, T_∞^s] = 0 ⟺ I_cs = 0 where I_cs = ⟨H_c H_s⟩ − ⟨H_c⟩⟨H_s⟩ is the off-diagonal Fisher information coupling. When sectors are coupled (I_cs ≠ 0), dequantization order matters: the joint e-geodesic path on the product Fisher manifold outperforms sector-by-sector annealing by ΔE = 0.35 at U = 4t on the half-filled 4-site Hubbard chain (99.3% vs 82.7% of ground state energy). A new Hubbard limit is identified: the spin-frozen limit (β_s → ∞, β_c finite) reduces to a hard-core Bose gas, complementing the known charge-frozen limit (Heisenberg AFM, Anderson 1959). The annealing-order holonomy is the thermodynamic analogue of the Aharonov-Bohm effect, largest near the Mott transition where Fisher curvature peaks. Series: Paper 325 (doi:10.5281/zenodo.20400638) → Paper 419 (doi:10.5281/zenodo.20694527) → Paper 443 (doi:10.5281/zenodo.20752384) → Paper 453 (this paper). Keywords Forge ISA, multi-sector annealing, non-commutativity, Fisher information, Hubbard model, hard-core Bose gas, Mott transition, information geometry, e-geodesic, annealing order, holonomy, Aharonov-Bohm, thermodynamic computation, natural gradient, dequantization
Aspects hors de l'équilibre de systèmes quantiques unidimensionnels fortement corrélés Dans cette thèse, nous avons répondu à certaines questions ouverts dans le domaine de la dynamique hors équilibre des systèmes quantiques unidimensionnels fermés. Durant ces dernières années, les avancées dans les techniques expérimentales ont revitalisé la recherche théorique en physique de la matière condensée et dans l'optique quantique. Nous avons traité trois sujets différents et en utilisant des techniques à la fois numériques et analytiques. Dans le cadre des techniques numériques, nous avons utilisé des méthodes de diagonalisation exacte, l'algorithme du groupe de renormalisation de la matrice densité en fonction du temps (t-DMRG) et l'algorithme de Lanczos. Au début, nous avons étudié la dynamique quantique adiabatique d'un système quantique près d'un point critique. Nous avons démontré que la présence d'un potentiel de confinement modifie fortement les propriétés d'échelle de la dynamique des observables en proximité du point critique quantique. La densité d'excitations moyenne et l'excès d'énergie, après le croisement du point critique, suivent une loi algébrique en fonction de la vitesse de la trempe avec un exposant qui dépend des propriétés spatio-temporelles du potentiel. Ensuite, nous avons étudié le comportement de bosons ultra-froids dans un réseau optique incliné. En commençant par l'hamiltonien de Bose-Hubbard, dans la limite de Hard-Core bosons, nous avons développé une théorie hydrodynamique qui reproduit exactement l'évolution temporelle d'une partie des observables du système. En particulier, nous avons observé qu'une partie de bosons reste piégée, et oscille avec une fréquence qui dépend de la pente du potentiel, au contraire, une autre partie est expulsée hors de la rampe. Nous avons également analysé la dynamique du modèle de Bose-Hubbard en utilisant l'algorithme t-DMRG et l'algorithme de Lanczos. De cette façon, nous avons mis en évidence le rôle de la non-intégrabilité du modèle dans son comportement dynamique. Enfin, nous avons abordé le problème de la thermalisation dans un système quantique étendu. À partir de considérations générales, nous avons introduit la notion de profil de température hors équilibre dans une chaîne des bosons à coeur dure. Nous avons analysé la dynamique du profil de temperature et, notamment, ses propriétés d'échelle
PENDING QUALITY AUDIT (2026-08). The file is restricted while this record is reviewed as part of a systematic audit of the author's corpus. It has not yet been assessed. Metadata and DOI remain public, and access can be requested. We complete the TRS trilogy — Origami (β→∞, tropical, classical), Forge (0<β<∞, real, statistical), Meld (β=it, complex, quantum) — by showing that the Meld ISA is the quantum circuit model expressed in the TRS semiring language. Three results follow. Result 1 (ISA completeness). The Clifford group equals the Meld ISA without the BIND opcode. Universal quantum computation equals Meld plus BIND. The T-gate T=diag(1,,eiπ/4) is the BIND opcode at j=21 — the Fano associator obstruction of Paper 407, applied to qubit representations. The magic-typing classification of Papers 365/366 maps exactly onto the 731-ISA opcode hierarchy: Clifford gates occupy Fano-line orbits (SPLIT/FLIP/TWIST at Clifford angles); the T-gate occupies the non-collinear Fano triple (BIND). Result 2 (Quantum algorithm factory). Every classical algorithm of the form argmaxg∈Gf(g) over an abelian group G has a C-MGE quantum counterpart C-MGE(f)=SPLITG⋅FLIP(f)⋅SPLAT, giving exponential speedup via quantum Fourier sampling whenever G is abelian and f has a hidden subgroup concentrating Fourier mass. Shor's algorithm decomposes into three ISA layers: Layer 1 (Origami — classical modular exponentiation), Layer 2 (Meld — QFT as SPLIT-TWIST-FLIP cascade), Layer 3 (Origami — measurement as tropical projection). "Frozen-Shor" (Origami ISA, β→∞) recovers classical exhaustive search at cost O(N). "Warm-Shor" (Forge ISA, real β) gives Grover-like O(N) thermal concentration. Full Shor (Meld, β=it) achieves O(logN) via destructive interference — a resource unavailable in either real ISA. New algorithm candidates follow by identifying the symmetry group of the target problem: equivariant ML, quantum persistent homology (Lloyd-Garnerone-Zanardi 2016), and Boson Sampling (Aaronson-Arkhipov 2011) all fit the five-step factory template. Result 3 (ML-KEM structural no-go). ML-KEM (Module-LWE) is immune because LWE noise exponentially suppresses every Fourier component: Ee∼Dσ[ei⟨ξ,e⟩]=e−∣ξ∣2σ2/2. No Fourier peak exists; SPLAT cannot extract a period. The deeper reason is that worst-case LWE reduces to the dihedral hidden subgroup problem (Regev 2002) — a non-abelian problem for which no efficient Meld program is known. Breaking ML-KEM would require a BIND opcode capable of distinguishing dihedral cosets, a capability not established for the current 731-Meld. The Hk complexity ladder (Paper 420) is realised by the trilogy: H0 (tree) = Origami, H1 (loop) = Forge/BPP, H2 (surface) = Meld/BQP. The T-gate is the H2 generator that lifts computation off the stabiliser submanifold into the curved interior of the Fisher information metric. Series: Paper 258 (Origami ISA) → Paper 419 (Forge ISA) → Paper 443 (⊕β semiring, six pairs) → Paper 453 (multi-sector Forge) → Paper 454 (this paper — Meld ISA, trilogy complete). Related identifiers (Cites) Paper 258 Origami ISA: doi:10.5281/zenodo.19916429 Paper 419 Forge ISA: doi:10.5281/zenodo.20694527 Paper 443 ⊕_β semiring: doi:10.5281/zenodo.20752384 Paper 407 Associamancy: doi:10.5281/zenodo.20702223 Paper 365 Fano Magic Factory: doi:10.5281/zenodo.20541583 Paper 366 CS Magic Composition: doi:10.5281/zenodo.20541665 Paper 445 Kitaev anyons: doi:10.5281/zenodo.20752352 Paper 453 Multi-sector Forge: doi:10.5281/zenodo.20773423 Paper 420 H^k complexity ladder: doi:10.5281/zenodo.20773526
Bosons fortement corrélés unidimensionnels dans des potentiels continus et quasi-périodiques Dans cette thèse, nous étudions les propriétés des bosons unidimensionnels dans divers types de systèmes, en nous concentrant sur les transitions de phase ou les croisements entre différents régimes de dégénérescence quantique. En combinant la méthode de Monte Carlo quantique avec d'autres techniques standard telles que la diagonalisation exacte et l’ansatz de Bethe thermique, nous pouvons calculer le comportement des bosons à une dimension dans différents cas où les résultats font encore défaut. Tout d'abord, dans le cas de bosons continus piégés de manière harmonique, nous fournissons une caractérisation complète d'une quantité appelée contact de Tan. En calculant la fonction d'échelle universelle de cette quantité, nous identifions le comportement du contact dans différents régimes de dégénérescence pour les bosons 1D. Nous montrons que le contact présente un maximum en fonction de la température et qu’il s’agit d’une signature de la fermionisation du gaz dans le régime de forte interaction. Ensuite, nous étudions la localisation et les propriétés fractales des gaz idéaux 1D dans des potentiels quasi-périodiques peu profonds. Le système quasi-périodique constitue un intermédiaire intéressant entre les systèmes ordonnés à longue distance et les véritables systèmes désordonnés aux propriétés critiques inhabituelles. Alors que le modèle d'Aubry-André (AA) à liaison étroite a été largement étudié, le cas du réseau peu profond se comporte différemment. Nous déterminons les propriétés critiques de localisation du système, le potentiel critique, les bords de mobilité et les exposants critiques qui sont universels. De plus, nous calculons la dimension fractale du spectre d'énergie et nous constatons qu'elle est non universelle mais toujours inférieure à l'unité, ce qui montre que le spectre n'est dense nulle part. Enfin, nous passons à l'étude avec les interactions. Avec les calculs quantiques de Monte Carlo, nous calculons le diagramme de phase des bosons de Lieb-Liniger en potentiels quasi-périodiques peu profonds. On trouve un verre de Bose, entouré de phases superfluides et de Mott. À température finie, nous montrons que la fusion des lobes de Mott est caractéristique d'une structure fractale et constatons que le verre de Bose est robuste contre les fluctuations thermiques jusqu'à des températures accessibles dans les expériences.
PENDING QUALITY AUDIT (2026-08). The file is restricted while this record is reviewed as part of a systematic audit of the author's corpus. It has not yet been assessed. Metadata and DOI remain public, and access can be requested. The Origami ISA executes algorithms as Pachner moves on simplicial complexes at inverse temperature β→∞ (the discrete, tropical limit). The Meld identifies the β→0 limit, where the same opcodes become the operators of smooth Hodge theory. The Forge ISA is the bridge: the same five opcodes (SPLIT, SPLAT, FLOP, FLIP, TWIST) running at finite inverse temperature β under a Gibbs distribution over H¹-weighted configurations. A Forge ISA programme at inverse temperature β is an Origami ISA programme on a sheaf ℱ over a simplicial complex X, where FLOP corrections are applied with probability proportional to the Gibbs weight exp(−β‖H¹(s)‖), and the Maslov–Gibbs Einsum (MGE) is the unique β-correct implementation. The critical temperature β*(ρ) = (3/8) ln(1/(1−ρ)), where ρ = β₁/|E| is the load factor (first Betti number divided by edge count), is the universal threshold separating the efficient (β < β*) from the stalled (β > β*) regime, empirically confirmed across eight algorithm classes. The Topological Resonance Synthesis (TRS) mandate (five purity conditions) ensures the Forge ISA is thermodynamically correct: β appears only in the Hamiltonian via the MGE; conformal, symplectic, and adiabatic structure are preserved throughout. Standard machine learning optimisers (Adam, dropout, batch normalisation) violate one or more of these conditions. The vorton is the elementary sampler — a single draw from the Gibbs distribution P_β on the state manifold — and the snap event is crystallisation at the harmonic representative of H¹. The Forge ISA is the engine of the TRS trilogy: the Origami ISA (cold reservoir, β→∞), the Forge ISA (the cycle, 0 < β < ∞), and the Meld (hot reservoir, β→0). Keywords instruction set architecture, thermodynamic computation, Gibbs distribution, inverse temperature, Origami ISA, The Meld, TRS trilogy, Maslov–Gibbs Einsum, MGE, simplicial complexes, sheaf theory, H¹ cohomology, Hodge theory, critical temperature, β-ladder, vorton, snap event, Carnot cycle, information geometry, topological resonance synthesis, differentiable programming, tropical geometry, adiabatic computation, Fisher metric
Dans cette thèse, nous étudions les propriétés des bosons unidimensionnels dans divers types de systèmes, en nous concentrant sur les transitions de phase ou les croisements entre différents régimes de dégénérescence quantique. En combinant la méthode de Monte Carlo quantique avec d'autres techniques standard telles que la diagonalisation exacte et l’ansatz de Bethe thermique, nous pouvons calculer le comportement des bosons à une dimension dans différents cas où les résultats font encore défaut. Tout d'abord, dans le cas de bosons continus piégés de manière harmonique, nous fournissons une caractérisation complète d'une quantité appelée contact de Tan. En calculant la fonction d'échelle universelle de cette quantité, nous identifions le comportement du contact dans différents régimes de dégénérescence pour les bosons 1D. Nous montrons que le contact présente un maximum en fonction de la température et qu’il s’agit d’une signature de la fermionisation du gaz dans le régime de forte interaction. Ensuite, nous étudions la localisation et les propriétés fractales des gaz idéaux 1D dans des potentiels quasi-périodiques peu profonds. Le système quasi-périodique constitue un intermédiaire intéressant entre les systèmes ordonnés à longue distance et les véritables systèmes désordonnés aux propriétés critiques inhabituelles. Alors que le modèle d'Aubry-André (AA) à liaison étroite a été largement étudié, le cas du réseau peu profond se comporte différemment. Nous déterminons les propriétés critiques de localisation du système, le potentiel critique, les bords de mobilité et les exposants critiques qui sont universels. De plus, nous calculons la dimension fractale du spectre d'énergie et nous constatons qu'elle est non universelle mais toujours inférieure à l'unité, ce qui montre que le spectre n'est dense nulle part. Enfin, nous passons à l'étude avec les interactions. Avec les calculs quantiques de Monte Carlo, nous calculons le diagramme de phase des bosons de Lieb-Liniger en potentiels quasi-périodiques peu profonds. On trouve un verre de Bose, entouré de phases superfluides et de Mott. À température finie, nous montrons que la fusion des lobes de Mott est caractéristique d'une structure fractale et constatons que le verre de Bose est robuste contre les fluctuations thermiques jusqu'à des températures accessibles dans les expériences.
PENDING QUALITY AUDIT (2026-08). The file is restricted while this record is reviewed as part of a systematic audit of the author's corpus. It has not yet been assessed. Metadata and DOI remain public, and access can be requested. We show that Kitaev's topological phases — the toric code, the gapless Dirac cone, and the non-Abelian phase — are three computational phases of the Forge instruction-set architecture (ISA), distinguished by opcode mix and inverse-temperature scheduling via the THERMAL compiler directive. The central result is a pair of exact identities. The F-matrix of Ising anyons equals the j = 1/2 recoupling coefficient of the quantum group SU(2)₂ at q = exp(iπ/4). The F-matrix of Fibonacci anyons equals the j = 1/2 coefficient of SU(2)₃ at q = exp(iπ/5). Both identities are verified numerically. In each case the deformation parameter q = exp(iπ/(k+2)) equals exp(iπβ), where β is the Forge ISA inverse temperature, placing topological quantum computation at finite β in the semiring-deformation interpolating family of the Maslov–Gibbs programme. Three consequences follow: (i) The ISA containment hierarchy ZX ⊂ Origami ISA ⊂ 731-ISA maps exactly onto the anyon hierarchy Abelian ⊂ Ising ⊂ Fibonacci. The same algebraic ladder that organises instruction sets organises topological order. (ii) The quantum group deformation parameter q is the Forge ISA inverse temperature. Topological quantum computation is quantum mechanics at finite β. (iii) The logical qubit of the toric code is identified with the generator of H¹(T²; Z₂). Quantum error correction is an H¹ obstruction computation, placing the toric code threshold in the Islands/Flatland/The Deep cohomological framework. Results are verified numerically in experiment x445c (Racah coefficient matching for Ising and Fibonacci anyons). This paper is part of the Origami ISA series. Paper 446 (β-Ladder of Exactly Solvable Models, doi:10.5281/zenodo.20761278) extends the same β-axis to the full taxonomy of integrable quantum spin models. Keywords Kitaev model, toric code, topological quantum computation, anyons, Fibonacci anyons, Ising anyons, F-matrix, quantum groups, Racah coefficients, instruction set architecture, topological order, ZX-calculus, cohomology, quantum error correction, beta deformation, Levin-Wen string nets, honeycomb model, modular tensor categories