Two-photon edge states in photonic topological insulators: topological protection versus degree of entanglement
拓扑绝缘体结合了体中的绝缘特性和沿边缘的无散射传输，即使在存在缺陷和无序的情况下也支持无耗散的单向能量和信息流。利用光子学工具设计量子哈密顿量的可行性，结合纠缠光子的可用性，提出了在光学量子计算和信息处理中使用拓扑保护纠缠态的有趣可能性。然而，虽然作为两个拓扑保护的单光子状态的产物而构建的双光子状态从它们的单光子“父母”继承了完全保护，但是高度的不可分离性可能导致双光子状态在传播通过无序之后迅速恶化。我们确定的物理机制，有助于在拓扑光子晶格中的纠缠态的脆弱性，并提出明确的指导方针，最大限度地提高纠缠，而不牺牲拓扑保护。
2020-11-20 physics.optics quant-ph
Topological Protection of Photonic Path Entanglement
最近出现的光子拓扑绝缘体打开了大门，使用的鲁棒性的拓扑保护的运输（起源于领域的凝聚态物理）在光学器件和量子模拟。同时，光子网络中的量子行走已经被证明可以为某些算法（如玻色子采样）带来指数加速。在这里，我们从理论上证明了光子拓扑绝缘体可以鲁棒地保护量子信息通过光子网络的传输，尽管存在的无序。
2016-05-06 physics.optics quant-ph
Topological Protection of Coherence in Noisy Open Quantum Systems
考虑了耗散量子系统中存在淬火无序时的拓扑保护机制，目的是延长量子比特的相干时间。物理设置是量子比特和耗散腔的网络，其耦合参数是可调的，使得拓扑边缘状态可以稳定。基准量子比特的演化完全由非厄米哈密顿量决定，因此非厄米哈密顿量来自真正的物理过程。它示出如何即使在存在的混乱缠绕数可以定义和评估在真实的空间中，只要某些对称性被保存。因此，我们可以构造噪声开放量子模型的拓扑相图，例如非厄米无序的Su-Schrieffer- Heeger二聚体模型和包含长程耦合的三聚体模型。在竞争的无序参数的存在下，有趣的重入现象的拓扑非平凡部门观察。这意味着在某些参数区域，增加无序度会大大增加基准量子比特的相干时间。
2020-12-09 quant-ph
Tolerance and breakdown of topological protection in a disordered waveguide
本文研究了无序波导中拓扑保护的容忍度与崩溃机制，发现对非凡晶格施加半径无序会立即打破拓扑保护，并揭示了该崩溃源于占据拓扑带隙的供体和受主模式，同时通过Bott指数计算证实了Anderson局域化现象。
2023-09-14 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Topological Protection of Two-photon Quantum Correlation on a Photonic Chip
低退相干机制在构建多粒子量子系统中起着关键作用，因此一直在追求以可扩展的方式构建量子模拟器和量子计算机。量子纠错和量子拓扑计算已经被证明能够保护量子性，但尚未在实验上实现。近年来，人们发现拓扑边界态具有内在的稳定性，能够保护物理场不受耗散和无序的影响，这激发了拓扑边界态在量子关联中的应用。在这里，我们提出了一个实验演示的拓扑保护的双光子量子态的光子芯片。通过分析光子从拓扑非平凡边界态出来的量子关联，我们得到了高的互相关和对Cauchy-Schwarz不等式的强破坏，最大可达30个标准偏差。我们的研究结果，连同我们的综合实施，提供了一种替代的方式来保护量子性，并可能激发更多的探索“量子拓扑光子学”，拓扑光子学和量子信息之间的交叉。
2018-10-02 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Robust optical delay lines via topological protection
与物理系统的拓扑性质相关的现象自然对扰动具有鲁棒性。这种鲁棒性的例子是量子霍尔效应和量子自旋霍尔效应中的量子电导和边缘态传输。在这里，我们将展示如何利用光学系统的拓扑特性，可以用来实现强大的光子器件。我们演示了如何量子自旋霍尔哈密顿可以创建线性光学元件使用耦合谐振器光波导（CROW）在两个维度的网络。我们发现，量子霍尔系统的关键特征，包括特征的霍夫斯塔德蝴蝶和强大的边缘态传输，可以在这样的系统中获得。作为一个具体的应用，我们表明，拓扑保护可以用来显着提高光延迟线的性能，并克服光子技术中的无序相关的限制。
2011-02-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological protection of Majorana polaritons in a cavity
本研究通过准绝热分析与密度矩阵重整化群计算，发现一维拓扑超导相中的马约拉纳端模在腔真空量子涨落下演化为马约拉纳极化激元，仍保持拓扑序、非阿贝尔特性及开链双重指数简并基态。
2023-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Entanglement engineering and topological protection by discrete-time quantum walks
离散时间量子游走是单粒子量子动力学可控工程的一个强大而通用的平台，由于其在量子信息科学中的算法应用而引起了人们的特别关注。即使在它们最简单的一维结构中，它们也显示出复杂的拓扑现象，这可以用于拓扑量子相变的系统研究[1]。由于所需资源的数量呈指数级增长，迄今为止，大多数量子阱的实验实现仅限于单个粒子，只有少数实现涉及相关量子对。本文研究了量子游走在二体玻色子系统纠缠的受控动力学工程中的应用。我们表明，量子行走可以采用的过渡模式纠缠，量子粒子的不可分割性起着关键作用，与可区分的粒子的纠缠的标准类型。我们还表明，通过仔细剪裁量子阱中的步骤，以及量子步行者的初始状态，可以通过拓扑保护来保持纠缠内容。量子阱诱导的强“自旋-轨道”耦合是实现纠缠工程和纠缠保护的潜在机制。我们预计这里报告的结果可用于拓扑相中量子相关性的受控模拟。
2012-11-07 quant-ph
Obstacles to State Preparation and Variational Optimization from Symmetry Protection
具有拓扑量子序的局域哈密顿算符表现出不能由浅量子线路制备的高度纠缠的基态。在这里，我们表明，这个属性可以扩展到所有的低能量状态中存在的现场$\mathbb{Z}_2$对称性。这证明了一个版本的无低能平凡态（NLTS）猜想的家庭的局部哈密顿与对称性保护的拓扑秩序。这个结果的一个令人惊讶的结果是，Goemans-Williamson算法优于量子近似优化算法（QAOA）的MaxCut的某些情况下，在任何恒定的水平。我们认为QAOA的局部性和对称性严重限制了它的性能。为了克服这些限制，我们提出了一个非本地版本的QAOA，并给出数值证据，它显着优于标准QAOA的挫折伊辛模型随机3-正则图。
2019-10-20 cond-mat.str-el quant-ph
Entropic Barriers and the Kinetic Suppression of Topological Defects
School of Physics, Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院物理学院）
研究通过熵保护机制抑制拓扑缺陷，揭示在有限温度下，熵壁垒能增强拓扑序的稳定性，并在二维系统中展示出对量子记忆和实验的潜在应用。
2026-11-05 cond-mat.str-el quant-ph
Limits of topological protection under local periodic driving
体边缘对应保证了两个拓扑不同的绝缘体之间的界面支持至少一个拓扑边缘状态，该状态对静态扰动是鲁棒的。在这里，我们解决了界面的动态扰动如何影响边缘状态鲁棒性的问题。我们阐明了Floquet系统的拓扑保护的限制在一个静态的散装的特殊情况下。我们使用两个独立的动态量子模拟器耦合等离子体和介质光子波导的基础上实现的拓扑Su-Schriefer-Heeger模型与方便的控制的完整的空间和时间依赖性的哈密顿量。本地时间周期性驱动的接口不改变系统的拓扑特征，但仍然导致边缘状态的急剧变化，这在一定的频率窗口中变得迅速减少。理论Floquet分析表明，Floquet副本的散装带的耦合是负责这种效果。此外，我们确定的边缘状态的人口减少率，并比较它的数值模拟。
2019-05-27 physics.optics quant-ph
Topological Protection in non-Hermitian Haldane Honeycomb Lattices
近年来，非厄米系统中的拓扑现象已成为光子学和凝聚态领域的一个研究热点。特别是，在非厄米特晶格中观察拓扑保护边缘状态的可能性引发了对这种状态持续存在的系统的深入研究。在这里，我们提出了第一个研究的拓扑边缘状态的出现在二维Haldron晶格表现出平衡的增益和损失。在最近的研究与其他陈省身绝缘体模型，我们表明，边缘状态可以观察到所谓的破$\mathcal{P}\mathcal{T}$对称相，也就是说，当增益-损耗平衡系统的哈密顿量的频谱是不完全真实的。更重要的是，我们发现，这种拓扑保护的边缘状态出现的晶格边界，即锯齿形，胡须或扶手椅无关。
2020-03-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum spin helices more stable than the ground state: onset of helical protection
本研究通过数值模拟含时微扰和随机薛定谔方程，发现两类量子自旋螺旋（自旋电流最大化螺旋与幻影螺旋）的稳定性可超越基态，且螺旋性本身更稳定，揭示了螺旋保护机制并发现了新型幻影螺旋。
2023-02-28 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum Frustration as a Protection Mechanism in Non-Topological Majorana Qubits
Centro de Ciências Naturais e Humanas, Federal University of ABC（自然与人文科学中心，ABC联邦大学）
研究探讨了非拓扑马约拉纳量子比特中量子退阻机制对环境噪声的防护作用，分析了其在Ohmic噪声和亚Ohmic噪声中的有效性，并指出1/f噪声下的局限性。
2026-04-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological Protection of Coherence in a Dissipative Environment
一维拓扑绝缘体的特征在于具有指数小能量的边缘态。根据拓扑相到非厄米特系统的一个推广，在非平凡拓扑相中的有限系统显示具有指数长寿命的表面状态。在这项工作中，我们探讨了利用这种非厄米拓扑相位来增强嵌入在耗散环境中的基准量子比特的量子相干性的可能性。我们首先表明，一个网络的量子比特与损耗腔相互作用，可以表示，在一个合适的超单粒子扇区，由所需形式的非厄米“哈密顿量”。然后，我们研究，分析和数值计算，一维几何形状与多达三个网站，每个单元格，并高达拓扑缠绕数$W=2$。对于有限尺寸系统，边缘模式的数量是$W$和系统尺寸$N$的复杂函数。然而，我们发现，有精确的$W$模式本地化在链的一端。在这样的拓扑相位的quibt的相干寿命是指数大的系统的大小。我们验证，对于$W>1$，在大的时候，Lindbladian演化近似是一个非平凡的酉。对于$W=2$，这导致量子位的相干性测量的拉比样振荡。
2017-11-02 quant-ph
Many-Body Protection of Topological Edge Memory in Strong Interacting Quenches
University of Southern California（南加州大学）
研究量子淬火后拓扑边缘态记忆在非可积相互作用系统中的存活，发现淬火后哈密顿量为相互作用时，边界模记忆通过多体保护机制在有限时间内稳定。
2026-07-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Experimental Demonstration of Topological Charge Protection in Wigner Current
首次从实验上重建了量子相空间动力学的维格纳电流。我们揭示了由于压缩真空态与其环境的耦合而产生的与阻尼和扩散有关的“推拉”效应。与经典动力学相反，（在零温度下）耗散只将系统“拉”向相空间的原点，我们还观察到向外的“推”，因为我们的系统必须遵守海森堡的不确定性关系。利用光学参量振荡器在不同抽运水平下产生的压缩真空态，我们确定了压缩动力学及其中心驻点的拓扑荷为“$-1$”.我们的实验验证，这种电荷是保护弱以及强散肩条件。该方法具有很高的分辨能力，为测量开放量子系统动力学的量子性和非经典性建立了实验范式。
2023-01-19 quant-ph
Quadrature protection of squeezed states in a one-dimensional photonic topological insulator
拓扑结构在量子光在光子晶格中的传播中扮演什么角色？我们通过研究压缩态在拓扑一维波导阵列中的传播来解决这个问题，将我们的结果与拓扑平凡的局域态进行比较，并研究其对无序的鲁棒性。具体地，我们研究了光子统计，单模和双模压缩，纠缠产生时，局域态被压缩光激发。这些量子特性继承了局域态的形状，但更有趣的是，与拓扑平凡的情况不同，我们发现，在拓扑保护状态下的压缩光的传播鲁棒地保留了系统演化时的压缩正交相位。我们将展示如何利用后者的拓扑优势，量子信息协议。
2021-08-13 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Breakdown of the topological protection by cavity vacuum fields in the integer quantum Hall effect
利用腔体电磁谐振器的真空场来控制材料的电子性质是凝聚态物理的一个前沿领域。在这里，我们表明，在亚波长开口环谐振器的真空场波动的增强显着影响可以说是最典型的量子protectorates之一，即量子霍尔电子输运在高迁移率的2D电子气体。所观察到的整数量子霍尔效应的拓扑保护的故障被解释在一个远程的腔介导的电子跳跃的光-物质耦合的反共振条款最终导致到一个有限的电阻率引起的真空波动。本实验平台可用于任何二维材料，并提供了新的方法来操纵电子相的物质感谢真空场工程
2021-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Spectroscopic Search for Topological Protection in Open Quantum Hardware: The Dissipative Mixed Hodge Module Approach
State Key Laboratory for Precision Spectroscopy, ECNU（精密光谱学国家重点实验室，华东师范大学）；Dept. of Chemistry/Physics, University of California, Irvine（加州大学欧文分校化学/物理系）
本文提出基于耗散混合Hodge模块的权重过滤光谱方法，用于在开放量子硬件中验证拓扑保护的持续性。
2025-12-25 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Topological nature of edge states for one-dimensional systems without symmetry protection
本文提出并验证了一个解析延拓绕数不变量，用于预测一维任意复耦合双带模型的边缘态数量，该不变量比对称保护拓扑判据更广义，且转变不依赖能隙闭合。
2025-05-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topologically protected entangled photonic states
纠缠多光子态是量子信息、计算和通信的核心。近年来，拓扑学已经成为一种新的途径，可以在存在制造缺陷、无序和其他噪声源的情况下鲁棒地传输量子态。虽然单光子和关联光子的拓扑保护最近已经在实验中得到了证明，但拓扑保护纠缠态的观察迄今为止仍然难以捉摸。在这里，我们实验证明了空间纠缠双光子态的拓扑保护。我们观察到鲁棒性的拓扑双光子相关映射的关键功能的存在下，故意引入的硅纳米光子结构中的混乱，在与非拓扑结构中缺乏鲁棒性的对比。拓扑保护可以保证纠缠拓扑模的相干传输，从而实现无序系统中量子信息的稳健传输.
2019-02-26 physics.optics quant-ph
Topological Protection and Control of Quantum Markovianity
在玻恩-马尔可夫近似下，量子比特系统，如二能级原子，当弱耦合到无特征的环境时，会经历量子相干性或激发的无记忆衰减。最近的研究表明，由于安德森局域化，环境中不可避免的无序是导致非马尔可夫效应和信息从环境回流到系统中的原因。这使得无序成为增强系统中非马尔可夫性的资源--环境动力学，这可能与腔量子电动力学有关。在这里，我们考虑的退相干动力学的量子比特弱耦合到一个二维浴与一个非平凡的拓扑相位，如一个二能级原子嵌入在一个二维耦合腔阵列与一个合成的规范场实现量子霍尔浴，和~显示Markovianity是保护适度的无序由于在量子霍尔浴的手征边缘模式的鲁棒性。有趣的是，关闭规范场，即，将浴缸翻转到拓扑平凡阶段，允许重新引入非马尔可夫效应。这一结果表明，通过可调的合成规范场改变浴槽的拓扑相位可以用来控制量子位环境系统中的非马尔可夫效应和量子信息回流。
2020-02-11 quant-ph
Non-Linear Interference Challenging Topological Protection of Chiral Edge States
本研究发现Floquet拓扑系统中的非线性散射效应可挑战手性边缘态的拓扑保护，波包碰撞结果可由相对相位调控，并提出耦合波导和冷原子凝聚体两个实验验证平台。
2023-08-29 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Topological protection of local quantum Fisher information
Qilimanjaro Quantum Tech（奇里马霍罗量子技术）；Faculty of Physics, University of Warsaw（华沙大学物理学院）
研究拓扑相如何保护局部量子 Fisher 信息免受散射，通过开放 Kitaev 链展示 Majorana 零模维持非零边界 QFI 平台，揭示拓扑边界记忆与局域子隙信号的区别。
2026-05-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Topological protection from exceptional points in Weyl and nodal line semimetals
将能带结构推广到复动量时，我们将外尔线和半金属线的表面态描述为倏逝态，研究了它们的拓扑保护。通过这种方式，我们发现了一系列特殊的点-也就是说，在复杂的光谱中具有零能量的分支点-使我们能够识别具有复杂动量的表面态的集合，这些表面态发出衰变到3D半金属的信号。从这个角度来看，外尔线和半金属线可以分为两种类型，这取决于表面状态衰减的方式。A型半金属具有较小的穿透长度和振荡衰减的表面态，而B型半金属具有较长的简单指数衰减。这两种类型之间的差异反映在光谱中的分支切割适应复平面的方式上。在这种方法中，表面状态的稳定性源于在例外点周围发展的复杂结构，具有拓扑保护，该拓扑保护基于分支切割不能被小扰动关闭的事实。我们检查这个属性时，将半金属线放置在圆偏振光，我们观察到的例外点生存的影响，这样的扰动，虽然适当的边界条件为零能量的表面状态不能满足一般由于时间反演不变性的辐射场的故障。
2017-02-22 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Fault-tolerant protection of near-term trapped-ion topological qubits under realistic noise sources
在近期有噪声的量子处理器中证明有益的量子纠错的探索可以极大地受益于容错方案的低资源优化，该容错方案是专门为考虑最新技术能力和主要噪声源的特定平台设计的。在这项工作中，我们表明，标记量子位为基础的容错技术的主动错误检测和纠正，以及编码的逻辑量子比特，可以利用在当前的设计中的捕获离子量子处理器，以实现这一盈亏平衡点的有益的量子纠错。我们对相关噪声源的改进描述，以及实现这些基于标记的协议的详细时间表，提供了迄今为止容错量子处理器最完整的微观表征之一。通过大量的数值模拟，我们提供了一个比较研究的标志和猫为基础的量子纠错的方法，并表明，前者的优越性能可以成为一个里程碑，在短期内成功的量子计算与噪声捕获离子设备。
2019-11-04 quant-ph
Revealing topological protection through unprotected operations in a Majorana parity qubit
QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学量子计算和纳米科学卡弗里研究所）
本文针对耦合Kitaev链构成的马约拉纳奇偶量子比特，建立准静态退相解析理论，通过非保护操作揭示其拓扑保护，预测了相干时间随链长的指数标度关系及噪声限制。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Statistical periodicity in driven quantum systems: General formalism and application to noisy Floquet topological chains
最近的实验工作主要集中在实现奇异的量子态和预测发生在周期性驱动系统中的动力学。但是，对于周期性驱动中不可避免的缺陷，诸如Floquet拓扑表面状态之类的广受欢迎的特征有多鲁棒？在这项工作中，我们在更广泛的背景下解决这个问题，并研究受噪声影响的量子系统的动力学与周期性重复统计。我们表明，这样的系统的频闪时间演化描述的噪声平均Floquet超算子。这个超算子的特征向量和-值推广了Floquet态和准能量的熟悉的概念，使我们能够有效地描述由于噪声引起的退相干。应用一般的形式主义的一个嘈杂的Floquet拓扑链的例子，我们重新推导和证实我们最近的研究结果的拓扑保护的最终状态的噪声引起的衰减。这些结果直接遵循从Floquet超算子的本征向量的端态的扩展。
2019-01-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Backscattering of topologically protected helical edge states by line defects
本研究提出线性排列的在位杂质可解除Kane-Mele模型中螺旋边缘态的拓扑保护，通过紧束缚模型与非平衡格林函数方法计算发现正在位势下体带隙下边缘附近电导受抑，源于带隙束缚态交叠形成的杂质通道引发背散射。
2023-07-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological quantum computation away from the ground state with Majorana fermions
我们放宽了拓扑量子计算与马约拉纳费米子的要求之一。讨论了简并多体基态波函数的拓扑量子计算。提供简并基态的最简单的粒子，马约拉纳费米子，经常与极低能量的激发共存，因此将系统保持在基态可能是困难的。我们表明，拓扑保护延伸到激发态，只要马约拉纳费米子不相互作用，既不直接，也不通过激发态。这种保护依赖于费米子宇称守恒，因此它对马约拉纳费米子的任何实现都是通用的。
2010-07-20 cond-mat.supr-con quant-ph
Non-Abelian Berry phase for open quantum systems: Topological protection vs geometric dephasing
我们对简并开放量子系统的绝热演化进行了详细的理论分析，其中动力学是由控制参数空间中的含时波动回路路径引起的。对于弱系统浴耦合，周围的确定性的基本路径的波动服从高斯统计，其中我们假设量子绝热定理也满足波动路径。我们发现，普遍的非阿贝尔几何退相（NAGD）的贡献包含在波动平均演化算子。该操作员在本工作中提出的用于检测NAGD的所有实验方案中起着关键作用。特别是，我们制定干扰测量提供全面的NAGD。除了由于动力学相位及其波动的因素外，平均演化算子包含平均Berry矩阵。将该非酉矩阵极分解为酉矩阵$V$和半正定厄米矩阵$R$的乘积，揭示了NAGD贡献的物理性质。与传统的动态移相速率不同，由$R$编码的NAGD本征速率取决于环路方向感测，并且特别地，在方向反转的情况下改变符号。负速率则意味着与仅存在动态失相时的相干性相比相干性的放大。几何失相的非阿贝尔特征根源于$V$和$R$的非交换性，并在干涉实验中引起吸烟枪签名。我们还澄清了为什么拓扑保护系统不显示几何退相。然而，在没有充分保护的情况下，可能会出现几何失相，必须加以考虑。作为具体的应用，我们提出了自旋回波NAGD检测协议修改马约拉纳编织设置。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Protecting Quantum Superposition and Entanglement with Photonic Higher-Order Topological Crystalline Insulator
高阶拓扑绝缘体作为一种新发现的非平凡材料和结构，具有超越体-边界对应的拓扑相。在这里，我们提出了一个实验观察光子高阶拓扑晶体绝缘体和它的拓扑保护量子叠加和纠缠在一个二维晶格。通过飞秒激光自由写入绝缘体结构，并利用单光子成像技术直接测量其演化动力学，我们能够观察到C_4和C_2光子晶格对称性中拓扑角态的明显特征。特别地，我们提出并实验验证了利用单光子叠加态激发光子晶格的拓扑角态，并研究了拓扑对纠缠光子态的量子纠缠的保护作用.单光子动力学和受保护的纠缠揭示了一种内在的拓扑保护机制，将多体量子态与扩散诱导退相干隔离开来。高阶拓扑晶体绝缘体、内建叠加态产生、单光子成像和量子纠缠的出现，将拓扑、材料和量子物理联系在一起，为更广泛地研究高阶拓扑和拓扑增强在真正量子领域的应用打开了大门。
2020-06-14 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Temporal Interference from Topological Transitions in Monitored Quantum Dynamics
Bar-Ilan University（巴伊兰大学）；Kyoto University（京都大学）
该研究针对受监控量子动力学，分析w→w-2拓扑跃迁产生的时间干涉，发现其振幅衰减特征，揭示振荡来源并给出最优观测条件，拓展了量子拓扑动力学的相关研究。
2026-10-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Floquet quantum multiparameter estimation with periodic-driving-induced topological phase transition
School of Physics, Xi’an Jiaotong University（西安交通大学物理学院）
基于 Floquet 理论框架，提出一种适用于周期驱动系统的量子多参数估计策略，揭示了拓扑相变边界附近参数估计精度的海森堡极限增强及测量不相容性的振荡消失。
2026-05-06 quant-ph
Topologically protected Casimir effect for lattice fermions
本文提出用无费米子加倍障碍的欧几里得作用量局域离散化方法，避免晶格离散化破坏狄拉克锥拓扑保护，从而防止拓扑绝缘体中卡西米尔效应被指数抑制。
2024-03-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement Signature of Hinge Arcs, Fermi Arcs, and Crystalline Symmetry Protection in Higher-Order Weyl Semimetals
纠缠谱（ES）中$1/2$模的存在已被证明是物质的带隙拓扑相的边界态的强有力的量子信息签名，例如，拓扑绝缘体和拓扑超导体，其中有限的体隙允许我们在$1/2$模式和边界状态之间建立清晰的对应关系。在这里，我们研究了最近提出的高阶外尔半金属（HOWSM），其中散装支持无间隙高阶外尔节点和边界支持铰链弧和费米弧。我们发现，明确识别高阶边界态的目标最终促使我们充分利用纠缠汉密尔顿量的本征量：ES以及施密特矢量（纠缠波函数，缩写。EWF）。我们证明，虽然铰链弧和费米弧有助于$1/2$模式，对应于铰链弧和费米弧的EWF分别位于虚拟铰链和表面的分区。此外，我们还可以通过各种不同的破缺配分来确定保护边界态的最小晶体对称性。因此，对于HOWSM等无带隙拓扑相，我们可以结合ES和EWF来普遍识别边界状态和潜在的对称性要求。虽然HOWSM是无间隙相位的典型例子，但我们的工作揭示了物质无间隙拓扑相位中纠缠签名的一般理论。
2022-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Topological Heat Transport and Symmetry-Protected Boson Currents
研究拓扑系统的非平衡性质具有重要的实际意义和基础意义。在这里，我们分析了二维玻色Hofstadter晶格耦合到两个热浴在量子开放系统形式主义的平稳特性。新的现象出现，如手性边缘热流的平衡对应的零温度边缘电流。他们支持一个新的概念，耗散的热保护，其中一组离散的对称性保护拓扑热流，不同的热保护设计在封闭系统和零温度。值得注意的是，这些电流之一的流动方向与外部温度梯度的下降方向相反。作为出发点，我们考虑的情况下，一个单一的外部水库已经显示出突出的结果，如热擦除效应和拓扑热流。我们的结果是实验上可访问的平台，如光子系统和光晶格。
2017-07-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Simulating spin systems with Majorana networks
随着超导-超导混合结构中Majorana准粒子的发现，拓扑保护量子比特成为量子信息处理的有力竞争者。虽然构建具有拓扑保护的通用量子计算机可能需要材料科学的重大进展，但中等规模的设备几乎在当前技术的范围内。作为拓扑量子比特的近期里程碑，我们提出了一个拓扑超导体网络作为各种量子自旋系统的模拟器，包括那些挫折。我们的建议是建立在现有技术的基础上，结合了半导体和超导量子比特的优势。我们确定本地的测量协议，提供有关地面和激发态以及动态相关性的信息。量子比特的拓扑保护导致更长的相干时间，并且可以通过将网络耦合到外部浴来控制到基态的弛豫。最后，我们指出量子模拟器的具体应用，例如，自旋液体、量子临界性和热化。
2018-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana braiding gates for topological superconductors in a one dimensional geometry
我们提出并分析了一个在一维拓扑超导体（1 π）中利用马约拉纳零模（MZM）进行拓扑量子计算的物理系统。在1GHz中实现量子门的主要方法之一是使用T结，其允许操纵MZM以实现编织。在本文中，我们提出了一个方案，该方案是在一个纯粹的一维几何结构中，不需要T型结，而是用一个辅助量子位来代替它。我们表明，这允许一个执行一个和两个逻辑量子比特$ Z $旋转。我们首先设计了一个拓扑保护的逻辑$Z$ -门完全基于本地的相互作用在10内。通过在拓扑超导体上引入辅助量子比特，我们将$Z$ -门推广到了具有部分拓扑保护的单量子比特和多量子比特任意旋转。最后，执行通用的量子计算，我们介绍了一个计划，执行任意酉旋转，虽然没有拓扑保护。我们开发了一个形式主义的基础上，创造了不同的拓扑阶段的100系统之间的过渡的单一的辫子。酉形式主义可以简单地转换为一个等效的绝热方案，我们数值模拟，并显示高保真操作应该是可能的合理的参数。
2020-12-14 quant-ph
Enhancement of photon blockade via topological edge states
本文提出一种量子 Su-Schrieffer-Heeger 型链，利用拓扑保护在单/双激发空间分别构建边缘态与角态，增强单光子激发并抑制双光子跃迁，使二阶相关函数降低两个数量级，从而显著提升单光子阻塞效应的亮度与鲁棒性。
2023-11-19 quant-ph
Beyond symmetry protection: Robust feedback-enforced edge states in non-Hermitian stacked quantum spin Hall systems
National University of Singapore（新加坡国立大学）
该研究展示了在非厄米特叠层量子自旋霍尔系统中，通过反馈机制实现鲁棒的螺旋边态，无需依赖对称保护。
2026-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.other math-ph
Topology by Dissipation in Atomic Quantum Wires
稳健的边缘态和非阿贝尔激发是物质拓扑态的标志，具有很好的应用前景，如“拓扑保护”的量子存储和计算。虽然到目前为止，拓扑相位已经专门讨论了在哈密顿上下文中，我们表明，这样的相位和相关的拓扑保护和现象也出现在开放量子系统与工程耗散。这里研究的具体系统是一个无自旋的原子费米子量子线在光晶格耦合到一个浴。由Lindblad主方程描述的耗散动力学的关键特征是Majorana边缘模式的存在，代表非局部消相干自由子空间。边缘状态的隔离是由线的p波配对体中的耗散间隙来执行的。我们描述耗散非阿贝尔编织操作内的马约拉纳子空间，我们说明了不敏感的缺陷。拓扑保护由系统密度矩阵的非平凡缠绕数来实现。
2011-05-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Probing the topology of the two-photon bands via time-dependent quantum walks
针对纠缠多体拓扑相难以实验识别的问题，提出利用一维量子比特阵列中双光子态的时间演化独立提取单、双光子拓扑不变量，并在相互作用 SSH 模型中验证。
2021-03-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Exponential Protection of Zero Modes in Majorana Islands
Majorana零模是凝聚态系统中的准粒子激发，已被提议作为容错量子计算机的构建模块[1]。与费米子和玻色子的通常统计相反，它们预计将表现出非阿贝尔粒子统计，从而使量子操作能够通过将孤立模式编织在彼此周围来执行。量子编织操作的拓扑保护，只要这些模式被钉扎在零能量附近，钉扎被预测为指数模式成为空间分离。根据理论建议，一些实验已经确定了邻近纳米线和原子链中的马约拉纳模式的签名，小模式分裂可能由马约拉纳的杂交来解释。在这里，我们使用库仑阻塞光谱在InAs纳米线段与外延铝，形成一个邻近诱导的超导库仑岛（马约拉纳岛），是从正常的金属铅隔离的隧道势垒，测量分裂的近零能量马约拉纳模式。我们观察到指数抑制的能量分裂增加线的长度。对于几百纳米的短器件，子带隙态能量随着磁场的变化而振荡，正如对于混合马约拉纳模式所预期的那样。导线长度每增加半微米，分裂就减少约十倍。对于长度超过1微米的器件，在强磁场中的传输通过与连续体能量隔离的零能态发生，产生均匀间隔的库仑阻塞电导峰，与通过马约拉纳模式的隐形传态一致。我们的研究结果有助于解释有限系统中平凡到拓扑的转变，并量化端模分离的拓扑保护的缩放。
2016-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
