通过非局域费米子斥力稳定哈伯德-索利斯泵

通过非局域费米子斥力稳定哈伯德-索利斯泵

时间戳记：14年2024月9日上午43:XNUMX

哈维尔·阿圭罗-卢恩戈1, 曼弗雷德·J·马克2,3, 弗兰西斯卡·费莱诺2,3, 马切伊·莱文斯坦1,4, 卢卡·巴尔比罗5及 塞尔吉·朱利亚-法雷1

1ICFO –佛罗伦萨科学技术研究所，巴塞罗那科学技术学院，大道 Carl Friedrich Gauss 3，08860卡斯特尔德费尔斯（巴塞罗那），西班牙
2Institut für Quantenoptik und Quanteninformation, Österreichische Akademie der Wissenschaften, Technikerstraße 21a, 6020 Innsbruck, 奥地利
3因斯布鲁克大学实验物理学研究所，Technikerstraße 25, 6020 因斯布鲁克，奥地利
4ICREA，第。 Lluís Companys 23, 08010 巴塞罗那, 西班牙
5凝聚态物理和复杂系统研究所，DISAT，都灵理工大学，I-10129 都灵，意大利

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抽象

无意识泵浦代表了探测量子系统中的量子化拓扑不变量的强大概念。我们在广义的 Rice-Mele Fermi-Hubbard 模型中探索了这种机制，该模型的特征是存在竞争性现场和位点间相互作用。与最近的实验和理论结果相反，显示了由现场斥力引起的量子泵浦的崩溃，我们证明足够大的位点间相互作用允许相互作用引起的 Thouless 泵的恢复。我们的分析进一步表明，大相互作用下稳定拓扑输运的发生与模型基态相图中自发键序波的存在有关。最后，我们讨论了基于光学晶格中的超冷磁性原子的具体实验装置，以实现新推出的 Thouless 泵。我们的结果提供了一种新的机制来稳定相互作用的量子系统中的无量泵。

通过非局域费米子排斥柏拉图区块链数据智能稳定 Hubbard-Thouless 泵。垂直搜索。人工智能。

特色图片：本工作中考虑的费米子链相互作用平面中的绝热传输特性草图。由于竞争效应，可以在大的场内 $U$ 和场间 $V$ 相互作用中观察到稳定的量子化拓扑输运。

热门摘要

近年来，拓扑相因其引人注目的全局特性而引起了人们的极大兴趣，这些特性最终与对局部缺陷具有鲁棒性的拓扑不变量的存在有关。虽然非相互作用粒子系统存在拓扑结构，但多体相互作用的增加预计会导致更奇特的现象。在这种情况下，我们提供了一维费米子系统相互作用引起的拓扑特性的数值证据，并提出了一种量子模拟模型的实验装置。

对于一维晶格系统，全局拓扑不变量的存在通过循环动力学实验中粒子的量子化传输来体现，这种现象被称为无意识泵。在这项工作中，我们对受现场排斥和最近邻排斥作用的费米子链中的这些周期性传输动力学进行数值模拟，以确定系统对于哪些相互作用值是拓扑的，即它在每个周期传输整数数量的粒子的动态。我们发现，尽管单独考虑时，现场和位点间的相互作用会导致量子传输的缺失，正如之前的理论和实验工作中所报告的那样，但这两项的同时存在导致了奇异的状态，其中增加的相互作用导致了量子传输的恢复。拓扑Thouless泵。我们还表明，捕获在光学晶格中的磁性原子代表了量子模拟这些物理的主要平台。

这项工作表明，排斥性费米子相互作用从根本上不会对 Thouless 泵产生损害，这为实验观察相互作用引起的一维拓扑输运恢复提供了可能性。

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被引用

[1] Sergi Julià-Farré、Javier Argüello-Luengo、Loïc Henriet 和 Alexandre Dauphin，“受二聚里德堡镊子阵列相互作用保护的量子化 Thouless 泵”， 的arXiv：2402.09311, (2024).

[2] Ashirbad Padhan 和 Tapan Mishra，“准周期链中无序驱动的电荷泵”， 的arXiv：2312.16568, (2023).

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