Generalized Effective Potential Landau Theory for Bosonic Quadratic Superlattices
研究了二次光学超晶格的玻色-哈伯德模型的性质。为此，我们将最近建立的单组分有效势Landau理论推广到多组分的情况，不仅找到了分数填充的特征不可压缩固相，而且得到了零温下整个参数区域的量子相图。通过与量子蒙特卡罗模拟结果的比较，验证了广义有效势朗道理论（GEPLT）的高精度.最后，我们评论的优点和缺点的GEPLT鉴于直接比较与相应的解耦平均场论。
2013-06-18 cond-mat.quant-gas
Topological magnon insulator and quantized pumps from strongly-interacting bosons in optical superlattices
基于光学超晶格中强相互作用的双组分超冷原子，提出了一种实现拓扑绝缘体和磁振子激发量子化泵浦的方案。具体来说，我们将展示如何工程的苏-Schrieffer-Heeger模型的磁振子使用状态无关的超晶格，和赖斯-梅勒模型使用状态相关的超晶格。我们描述了现实的实验协议来检测这两个模型中的磁振子激发的拓扑签名。特别是，我们表明，一个单一的磁振子的非平衡动力学可以利用直接检测拓扑绕组数和相变。我们还描述了如何拓扑（量子化）泵可以实现与磁振子，并研究这种现象如何依赖于初始磁振子状态的准备。我们的研究为探索物质的磁振子拓扑相及其在拓扑磁振子输运背景下的潜在应用开辟了新的途径。
2019-05-11 cond-mat.quant-gas
Topologically protected edge gap solitons of interacting Bosons in one-dimensional superlattices
在开边界条件下，我们研究了一维光学超晶格中相互作用玻色系统的非平凡态。结果表明，存在一种稳定的局域态：边隙孤子。我们认为，这些状态起源于独立的边缘抛物线的本征态。特别地，边缘间隙孤子表现出非零拓扑不变量。拓扑性质是由于本模型的量子化绝热粒子输运问题的连接。此外，还讨论了在开边界条件下，带隙孤子与扩展态之间的合成关系。
2016-03-17 cond-mat.quant-gas
Mott insulator phases of non-locally coupled bosons in bilayer optical superlattices
研究了双层光学超晶格中非局域耦合玻色子系统的基态性质，其中一层玻色子为软核玻色子，另一层玻色子分别为两体和三体硬核玻色子.我们发现，在一个层中的玻色子的不同的约束的存在下，影响整体的相图表现出各种莫特绝缘体相在不相称的密度，由于存在的超晶格势除了通常的莫特绝缘体在相称的密度。此外，两体或三体约束的存在下显着修改的莫特绝缘体-超流体相变点作为超晶格势的函数。由于各种竞争相互作用，约束和超晶格势的相图表现出显着不同的功能。我们用团簇平均场论方法得到了完整的相图。我们进一步扩展这项工作的耦合两个腿的梯形超晶格，我们得到类似的物理使用密度矩阵重整化群方法。
2020-01-19 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Ground-state entanglement of spin-1 bosons undergoing superexchange interactions in optical superlattices
研究光学超晶格双势阱中两个自旋1玻色子的基态，利用von Neumann熵和轨道数刻画两体纠缠，并通过磁场、双二次相互作用及超晶格参数调控磁相与纠缠态。
2014-06-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Resonant two-site tunnelling dynamics of bosons in a tilted optical superlattice
本文研究了梯度势和超晶格中的一维玻色-哈伯德模型的非平衡动力学，从每个格点平均填充一个粒子的深莫特绝缘体区开始。研究淬火，是近共振隧道的粒子在两个晶格网站，我们展示了如何出现的自旋模型组成的两个耦合伊辛链耦合的相互作用项在交错的几何形状。我们比较和对比的行为在这种情况下，在以前研究的情况下，共振隧穿是在一个单一的网站。利用优化的张量网络技术计算模型的有限温度行为，以及基态的有限尺寸标度，我们得出耦合链的相变普适类是三临界伊辛点.我们还研究了在共振附近的淬火后的平衡动力学，并与最近的实验实现没有超晶格几何形状的动力学进行比较。该模型在现有的实验中是可以直接实现的，反映了一种新的实现光晶格中超超冷原子自旋模型的一般方法。
2019-08-29 cond-mat.quant-gas
Phases of lattice hard core bosons in a periodic superlattice
本文用量子蒙特卡罗模拟方法研究了具有最近邻排斥相互作用的超晶格硬核玻色子的相图。对于一个中等的吸附强度，该系统形成注册的吸附晶格的晶相，一个“超固体”相存在，在空位和间隙侧，而在膨胀的超流密度消失。讨论了这些结果与吸附在石墨上的$^4$ He膜实验的可能相关性。
2010-03-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Efficient generation of many-body singlet states of spin-1 bosons in optical superlattices
本文提出了一种有效的分步绝热合并（SAM）方法，通过增加双阱偏压，在具有孤立双阱阵列的级联光学超晶格中制备反铁磁自旋1玻色子的多体单重态.选择适当的偏置扫描速率和磁场，SAM协议预测的保真度高达90%的16体单重态和更高的保真度更小的偶体单重态。在它们的演化过程中，自旋1玻色子表现出有趣的压缩动力学，表现为实验观察到的压缩参数的奇偶振荡。所产生的多体单重态在磁场梯度的精确测量和量子信息处理中可能有实际应用。
2017-06-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Complete phase diagram and topological properties of interacting bosons in one-dimensional superlattices
从拓扑学的角度研究了一维反演对称超晶格中的相互作用玻色子。通过原子极限分析和量子蒙特卡罗模拟得到了完整的相图，它包括三种相：超流相、持续电荷密度波相和莫特绝缘体相以及最近邻跳跃下的涌现绝缘体相.我们发现所有的涌现绝缘体都是拓扑的，它们的特征是Berry相$π$和一对简并的带内边界态。定性地讨论了拓扑玻色子绝缘体的形成机理，并将填充率较高的拓扑玻色子绝缘体理解为在平凡电荷密度波或莫特绝缘体背景下的$\frac{1}{3}$填充拓扑相.
2015-04-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Simulating bosonic Chern insulators in one-dimensional optical superlattices
研究了一维光学超晶格中超冷玻色子原子实现的具有周期调制跳跃和在位势参数的扩展Bose-哈伯德模型的拓扑性质.我们表明，在半填充和深莫特绝缘制度的相互作用玻色子链可以模拟玻色子陈绝缘体的拓扑相图类似的Haldom模型的非相互作用费米子。通过计算多体Chern数、准粒子能谱、相互作用玻色子的拓扑抽运以及从正常（平凡）到拓扑莫特绝缘体的拓扑相变，我们进一步研究了基态的拓扑性质.我们还提出了全球相图的多体基态，其中包含一个超流相和两个莫特绝缘相平凡（零陈数）和非平凡的拓扑结构（非零陈数），分别。
2020-02-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Generating scalable entanglement of ultracold bosons in superlattices through resonant shaking
基于单位填充超冷原子的一维双阱超晶格，提出了一种通过共振晶格振动在超晶格中产生可伸缩纠缠态的方案.我们的方案利用周期性晶格调制使每个单胞中的两个原子相对于它们的轨道自由度纠缠在一起，并且超晶格中的完整原子系统变成一个二分纠缠原子对的簇。为了证明这一点，我们执行$ab \ initio$量子动力学模拟使用的多层多配置的时间相关的Hartree方法的玻色子，它占所有的原子之间的相关性。提出的二分纠缠簇表现为各种量子应用的重要资源，例如基于测量的量子计算。利用晶格振荡方法产生该纠缠态具有可扩展性强、处理速度快、对目标纠缠态具有丰富的可控性以及与现有实验技术相结合等优点。
2017-12-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Fractional charge pumping of interacting bosons in one-dimensional superlattice
受一维超晶格中整数量子化电荷泵的实验实现的启发~[Nat. Phys. 12，350（2016）; Nat. Phys. 12，296（2016）]，我们推广并提出了相互作用玻色子系统中分数电荷的绝热泵。这是通过动态扫描一类一维相互作用系统中的调制势来实现的。作为具体的例子，我们显示了在某些分数占据填充的相互作用玻色子的电荷泵。我们发现，对于一个给定的基态，在一个完整的电位周期的电荷泵量子化的分数值相关的相应的陈数，其特征在于每个站点的电荷极化的运动。此外，两个基态的电荷极化之间的差异被量子化为一个本征常数，揭示了准粒子的分数元电荷。
2016-12-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Hard-core bosons on optical superlattices: Dynamics and relaxation in the superfluid and insulating regimes
我们研究了在一维晶格中外加周期势（超晶格）和谐波势阱时硬核玻色子的基态性质和非平衡动力学。动力学分析后，突然打开或关闭的超晶格势，这可以使系统进入绝缘或超流相，分别。在第一种情况下，可以看到零动量峰的崩溃和复兴。我们详细研究了这些可积系统向平衡态的弛豫。我们展示了如何后弛豫时间平均的物理观测量，如动量分布函数，可以预测通过广义的吉布斯分布。
2006-12-15 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Spinor bosons in optical superlattices: a numerical study
研究了周期性一维光学超晶格中自旋为1的超冷玻色子的基态。单胞中的两个位置之间存在着能量转移，这种能量转移与自旋相关强度的竞争是本文的主要研究内容。电荷密度波（CDW）相位出现半整数和整数密度，导致丰富的相图与莫特绝缘体，超流和CDW阶段。自旋相关的相互作用有利于绝缘体相的整数密度和不利于CDW相的半整数密度，这往往会消失。此外，量子相变在有限值的自旋相关的强度进行了观察。对于整数密度，莫特绝缘体-超流-CDW绝缘体转变出现在能量移动低于（高于）全局密度$ρ=1$（$ρ=2$）的局部排斥的情况下。
2019-12-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Mean field analysis of quantum phase transitions in a periodic optical superlattice
本文利用平均场退耦近似，分析了周期光学超晶格中超冷玻色子系统所表现出的各种相位。我们调查了广泛的公度和不公度密度。我们发现了无隙超流相、有隙莫特绝缘体相和有隙绝缘体相具有不同的密度波阶。
2012-03-07 cond-mat.quant-gas
Spin-1 Atoms in Optical Superlattices: Single-Atom Tunneling and Entanglement
我们研究旋量玻色-爱因斯坦凝聚体在光学超晶格理论使用玻色-哈伯德哈密顿量，考虑自旋效应。假设少量的自旋-1玻色子加载在光学势，我们研究单粒子隧穿时发生的一个晶格位置是斜升相对于相邻的网站。自旋相关效应以定性和定量的方式改变隧穿事件。根据双阱的不对称性，不同类型的磁序发生，使光学超晶格中的自旋1玻色子系统成为介观磁性的模型。我们使用双势阱作为一维超晶格的单胞。均匀和不均匀的磁场的应用和线性和二次塞曼位移的影响进行了检查。我们还研究了两粒子间的纠缠，并构造了最大纠缠态。在我们的系统中的纠缠是由于轨道和自旋自由度。我们计算了轨道和自旋纠缠的贡献，并表明这两项的总和给出了一个下界的总纠缠。
2012-01-10 cond-mat.quant-gas
Various Topological Mott insulators in strongly-interacting boson system in one-dimensional superlattice
本文研究了超晶格势场中的一维玻色子系统，该系统在实验上是可行的，并且是近年来备受关注的超冷原子气体系统。人们期望该系统具有一个称为拓扑莫特绝缘体（TMI）的拓扑相。我们发现，在强相互作用的情况下，超晶格势和在位相互作用之间的竞争导致各种TMI与非零整数陈数。与硬核玻色子系统相比，软核玻色子系统具有丰富的相图，包括各种非平凡的TMI。通过精确对角化，我们得到了详细的整体相图，包括具有高陈数的TMI和各种非拓扑相。我们还表明，在绝热实验装置中，强相互作用的玻色子TMI表现出拓扑粒子转移，即，拓扑电荷泵现象，类似于弱相互作用系统。由于拓扑电荷泵与Chern数密切相关，各种TMI的特征在于拓扑电荷泵，因此在可行的实验中观察到Chern数。
2017-11-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Topological Mott Insulator with Bosonic Edge Modes in 1D Fermionic Superlattices
利用数值密度矩阵重整化群（DMRG）方法研究了一维费米子光学超晶格中相互作用驱动的拓扑相变，发现了一种新的拓扑莫特绝缘体态.值得注意的是，低能边缘激发从自旋1/2费米子单粒子模式到自旋1玻色子集体模式的整个相变。由于自旋-电荷分离，低能理论由有效的自旋超交换模型控制，而电荷自由度是完全空白的。这种拓扑Mott态可以用自旋Chern数和由有限自旋能隙保护的无能隙磁振子模来表征。该实验装置简单，为奇异拓扑Mott态的实验观测奠定了基础。
2017-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Exact Study of the 1D Boson Hubbard Model with a Superlattice Potential
我们使用量子蒙特卡罗模拟和精确对角化来探索具有额外超晶格势的玻色-哈伯德模型的相图。我们首先分析了超流和绝缘相的性质存在于硬核极限，通过乔丹-维格纳变换的精确分析处理是可能的。通过量子蒙特卡罗模拟实现了有限在位相互作用的扩展。我们将绝缘体/超流体相图确定为现场排斥相互作用、超晶格势强度和填充的函数，发现硬核情况下存在的具有分数占据数的绝缘体深入延伸到软核区域。此外，在整数填充情况下，我们发现在位斥力和超晶格势之间的竞争可以在莫特绝缘体和电荷密度波绝缘体之间产生相变，并出现一个中间超流相.我们的结果与光学超晶格中超冷原子的行为有关，而光学超晶格的研究正处于实验阶段。
2006-05-31 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Gauge fields for ultracold atoms in optical superlattices
我们提出了一个在二维正方形光晶格中的冷原子上产生强类U（1）规范场的方案。我们的建议依赖于两个基本特征，一个长寿命的亚稳态激发态，存在于碱土金属或镱原子，和一个光学超晶格。正如Jaksch和Zoller的提议[New Journal of Physics 5，56（2003）]，相邻位点之间的激光辅助隧穿产生有效的磁场。在紧束缚近似中，原子运动由哈珀汉密尔顿描述，每个晶格元的通量实际上可以取0和$π$之间的任何值。我们展示了如何利用超晶格，以确保每个元获得相同的相位，从而模拟一个均匀的磁场。我们讨论了人工规范场对非相互作用玻色子和费米子气体的可观测结果。我们还概述了如何计划可以推广到非阿贝尔规范场。
2010-01-13 cond-mat.quant-gas
Topological Properties of Ultracold Bosons in One-Dimensional Quasiperiodic Optical Lattice
分析了具有准周期超晶格势的一维Bose-哈伯德模型的拓扑性质。这个系统可以在具有无公度超晶格势的光晶格中相互作用的超冷玻色子中实现。我们首先分析了由余弦函数构成的准周期超晶格，我们称之为类Harper玻色-哈伯德模型。我们计算陈数，并观察到一个间隙关闭行为的相互作用强度$U$的变化。此外，我们还讨论了我们的系统中的体积边缘对应。此外，我们探讨了相图作为$U$和连续变形参数$β$的函数之间的哈珀类模型和另一个重要的准周期晶格，斐波那契模型。数值计算证实了无公度电荷密度波（ICDW）相位是拓扑非平凡的，并且在整个ICDW区域内是拓扑等价的。
2014-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Floquet Edge States with Ultracold Atoms
我们描述了一个实验装置，用于成像拓扑保护Floquet边缘态使用超冷玻色子在光晶格。我们的设置涉及一个深的二维光晶格与时间相关的超晶格，调制相邻站点之间的跳跃。超晶格梁的有限束腰产生具有不同拓扑数的区域。人们可以通过对从两个拓扑不同的区域之间的边界发射的玻色子包的实空间密度成像来观察手征边缘态。
2014-06-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Probing the bond order wave phase transitions of the ionic Hubbard model by superlattice modulation spectroscopy
在离子哈伯德模型描述的体系中，键序波被预言夹在能带和莫特绝缘体体之间，其特征是跳跃的自发二聚化。尽管有越来越多的理论证据，这个阶段仍然逃避实验检测。鉴于最近实现的离子哈伯德模型在超冷原子气体，我们建议在这里检测键级波超晶格调制光谱。我们证明，与时间相关的密度矩阵重整化群和玻色化的帮助下，这种光谱方法揭示了伊辛和Kosterlitz无键跃迁信号的键级波相位的存在下的特点。该方案还提供了深入了解带和莫特绝缘体的激发光谱。
2017-06-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Dimerized and trimerized phases for spin-2 Bosons in a one-dimensional optical lattice
研究了自旋为2的玻色子在一维光晶格中的相图。通过非阿贝尔密度矩阵重整化群（DMRG）方法，我们确定了三种可能的相：铁磁相，二聚相和三聚相。我们基于DMRG绘制了相边界。我们说明了两种方法来识别的阶段。第一种方法是基于自旋-自旋关联函数，而在第二种方法中，观察到的激发间隙作为一个二聚或三聚超晶格是强加的。第二种方法的优点是它也可以很容易地在实验中实现。利用文献中的散射长度估计了$^{83}$ Rb、$^{23}$ Na和$^{87}$ Rb分别是铁磁性的、二聚的和三聚的.
2011-05-20 cond-mat.quant-gas
Conductivity of strongly correlated bosons in optical lattices in an Abelian synthetic magnetic field
光晶格中中性玻色子的拓扑相位工程为操纵这类系统中的输运现象打开了一扇新的窗口。利用玻色哈伯德模型和本文提出的磁久保公式，我们证明了在Mott相，电导率随磁通密度的变化而突变。特别地，当外加场的频率对应于现场玻色子相互作用能时，我们观察到绝缘体或金属行为对于给定的Hofstadter谱。我们还证明了，对于不同的合成磁场配置，在波瓣的尖端的临界电导率是非通用的，并依赖于能量最小值的频谱。在$1/2$和$1/3$通量/元格的情况下，我们的结果与以前的Monte Carlo（MC）研究的结果吻合得很好。此外，我们表明，半磁通量通过细胞的临界电导率突然改变的存在下，超晶格势与单轴周期性。
2015-01-22 cond-mat.quant-gas
Topological transitions of interacting bosons in one-dimensional bi-chromatic optical lattices
一维双色晶格中的超冷原子构成了研究拓扑绝缘体的一个令人惊讶的简单系统。我们表明，拓扑相变构成的玻色子在一维双色晶格的一般功能，这些转变可能会发生作为超晶格强度的函数，由于站点间的相互作用。此外，我们还讨论了准周期晶格中无公度密度波位相的拓扑性质。
2014-03-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Phase diagram of the hardcore Bose-Hubbard model on a checkerboard superlattice
在二维和三维中，我们得到了存在周期为2的超晶格的硬核Bose-哈伯德模型的完整相图。首先，我们获得的超流相和“平凡的”绝缘相的模型（完全空的和完全填充的晶格）分析之间的相边界。接下来，超流相和半填充莫特绝缘相之间的边界数值获得，使用随机级数展开（SSE）算法，然后通过有限尺寸标度。我们还比较了我们的数值计算结果对几个近似方案的预测，包括两个平均场的方法和四阶强耦合展开（SCE），我们表明，后者的方法，特别是成功地产生一个准确的图片的相图。最后，我们研究在何种程度上的几个近似方案，如随机相位近似和强耦合展开，给出了一个准确的描述内的绝缘相的玻色子的动量分布。
2010-08-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Scaling of noise correlations in one-dimensional-lattice-hard-core-boson systems
本文研究了一维格点中硬核玻色子系统的噪声关联。我们使用一个精确的数值方法的基础上玻色费米映射和斯莱特行列式的属性。我们专注于超流和绝缘相，这是在均匀晶格，周期2超晶格和均匀分布的随机对角无序产生的系统尺寸的噪声相关的标度。对于超流相，领先的贡献示出表现出与系统大小成比例的密度无关的缩放，而第一子领先项表现出依赖于密度的幂律指数。
2011-02-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Mixture of scalar bosons and two-color fermions in one dimension: Superfluid-insulator transitions
在玻色-费米-哈伯德模型的框架下研究了一维双色费米子和标量玻色子混合体中的超流-绝缘体相变。零温度相图构建排斥种内相互作用和吸引或排斥种间耦合。除了平凡的莫特绝缘体阶段，我们报告的出现新的非平凡的绝缘体阶段，依赖于玻色子费米子相互作用的迹象。这些非平凡绝缘体相满足条件$ρ_B\pmρ_F=n$和$ρ_B\pm \tfrac{1}{2}ρ_F=n$，其中正（负）号表示排斥（吸引）相互作用，$n$为整数。玻色子-费米子相互作用驱动自旋扇区中的无隙-有隙跃迁，而不是费米子半填充。我们的发现可以在最先进的冷原子装置中进行实验观察。
2020-08-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Realization of Fractional Chern Insulators in the Thin-Torus-Limit with Ultracold Bosons
相互作用多体系统的拓扑态由于其基元激发的奇异性质而成为当前研究的热点。在本文中，我们提出了一个现实的实验装置实现这样一个阶段的一个简单的版本。我们展示了如何三角洲相互作用玻色子跳跃的链接的一维（1D）的梯子可以用来模拟薄环极限的二维（2D）的Hofstadter-哈伯德模型在四分之一的磁通量每个元格。玻色子可以被光学超晶格限制在阶梯形结构中，而合成磁场可以通过远离共振的拉曼光束来实现。我们表明，扭曲的边界条件可以实现，实现分数量化的无源泵浦。利用数值密度矩阵重整化群（DMRG）计算，我们证明了该模型的基态是一个不可压缩的拓扑电荷密度波（CDW）相，与相应的二维模型的1/2 Laughlin型态有关，每个晶格点平均填充$ρ= 1/8$.
2014-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
