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
Hardcore bosons in a zig-zag optical superlattice
本文研究了一维光学超晶格中的硬核玻色子系统。玻色子被允许跳到最近的和下一个最近的邻居网站产生锯齿形的几何形状，我们得到的基态相图作为微观参数的函数，使用有限尺寸密度矩阵重整化群（FS-DMRG）方法。根据次近邻跳跃的符号和超晶格势的强度，该系统表现出三个不同的相，即键序（BO）固体，超晶格诱导莫特绝缘体（SLMI）和超流（SF）相。当两个跳跃振幅的符号相同时（“未受抑”情况），系统在超晶格势的非零值处经历从SF到SLMI的转变。另一方面，当两个振幅不同的符号（“受挫”的情况下），SF是不稳定的超晶格电位切换，也只存在到下一个最近邻跳跃的有限值。这部分的相图是占主导地位的BO相自发地打破平移对称性，即使在超晶格势的情况下，因此可以通过键序参量的特点。从BO到SLMI的转变似乎是一阶的。
2013-12-03 cond-mat.quant-gas
Mean-Field Analysis of Spinor Bosons in Optical Superlattices
我们利用包含自旋相关相互作用的玻色-哈伯德哈密顿量研究了光学超晶格中无自旋和自旋1玻色子的基态相图。我们通过平均场方法对超晶格的单胞进行解耦，并精确地考虑了单胞内的动力学。该系统支持莫特绝缘以及超流体相。这些相之间的转变对于无自旋玻色子来说是二级的，对于自旋1玻色子来说是二级或一级的。反铁磁相互作用有力地惩罚高自旋配置和拉长所有莫特叶，特别是那些对应于每个晶格位置上的偶数原子数。我们发现二次塞曼效应提升了不同极性超流相之间的简并度，导致额外的亚稳相和一级相变。最后，我们表明，单位晶胞的两个站点之间的能量偏移诱导单原子隧穿共振，令人惊讶地生存以及进入超流制度的楼梯。
2012-07-12 cond-mat.quant-gas
Three body on-site interactions in ultracold bosonic atoms in optical lattices and superlattices
在考虑两体在格相互作用的玻色-哈伯德模型框架下，研究了光晶格中超冷玻色原子的莫特绝缘体-超流相变.本文分析了在光晶格中三体在位相互作用对这种相变的附加作用以及在光超晶格中出现的各相之间的相变。利用平均场论和密度矩阵重整化群方法，我们得到了描述光晶格和超晶格中各种物理量之间关系的相图。我们还提出了可能的实验签名来观察三体相互作用。
2012-05-26 cond-mat.quant-gas
Phase Diagram of Bosons in Two-Color Superlattices from Experimental Parameters
我们研究了玻色87-Rb原子气体在双色超晶格势中的零温相图，直接从实验参数出发，如产生超晶格的两束激光的波长和强度。在第一步中，我们通过显式能带结构计算将实验装置映射到具有站点相关参数的玻色-哈伯德哈密顿量。在第二步中，我们使用密度矩阵重整化群（DMRG）方法求解多体问题，并计算了观测量，如能隙，凝聚分数，最大数起伏和干涉条纹的可见度。我们研究了相图作为函数的激光强度s_2和s_1作为控制参数，并表明，所有相关的量子相，即超流，莫特绝缘体，和准玻色玻璃相，以及它们之间的转变可以通过这些强度的变化单独进行调查。
2009-04-28 cond-mat.quant-gas
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
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
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
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
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
A Thouless Quantum Pump with Ultracold Bosonic Atoms in an Optical Superlattice
30多年前，Elderless引入了拓扑电荷泵的概念，通过底层哈密顿量的绝热循环演化实现了电荷的鲁棒传输。与经典传输相反，传输的电荷被证明是量子化的，并且纯粹由泵浦周期的拓扑结构决定，这使得它对扰动具有鲁棒性。在基本水平上，量子化的电荷输运可以连接到拓扑不变量，陈数，首先在整数量子霍尔效应的上下文中引入。因此，Thouless量子泵可以被视为整数量子霍尔效应的“动态”版本。在这里，我们报告的实现这样的拓扑电荷泵使用超冷玻色子原子，形成一个莫特绝缘体在动态控制的光学超晶格势。通过拍摄原子云的原位图像，我们观察到每个泵浦周期的量子化偏转。我们揭示了真正的量子性质的泵显示，相反，在基态粒子，一个违反直觉的反向偏转发生时，粒子准备在第一激发带。此外，我们能够直接证明，该系统进行了控制的拓扑相变在较高的频带时，调整超晶格参数。
2015-07-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Controlling vortical motion of particles in two-dimensional driven superlattices
我们证明了中性经典粒子在驱动超晶格中的涡旋运动的控制。我们的超晶格由单个晶格的叠加组成，这些晶格的潜在深度在时间上周期性地调制，但具有不同的相位。这种驱动方案打破了空间反射对称性，并允许粒子系综以平均角速度旋转。通过对粒子动力学吸引子的分析，提出了一种通过改变驱动振幅来控制粒子角速度的有效方法。结果，可以产生显示不同涡旋运动的颗粒的空间周期性图案。可能的实验实现包括全息光晶格为基础的胶体或冷原子的设置。
2020-05-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft nlin.CD
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
Generalized Aubry-Andre-Harper Models in Optical Superlattices
本研究发现光超晶格系统在$V_1\ngg V_2$条件下可用同时含在位能与最近邻跃迁周期性调制的广义AAH模型描述，该模型比标准AAH模型具更丰富的拓扑相，为光超晶格研究拓扑与局域化物理提供新可能。
2024-04-17 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
Artificial gauge fields and topological insulators in Moire superlattices
我们提出了一个创新的量子模拟器的基础上的莫尔超晶格显示，通过采用周期性调制的每个晶格网站，可以创建可调谐的，人工规范场与印刷Peierls相位上的跳跃参数，并实现了一个模拟的新的Haldane相。作为一个应用程序，我们提供了一种方法来直接量化的拓扑不变量在这样一个系统的动态淬火过程。这种设计展示了一个强大的集成平台，打开了一扇新的大门，研究拓扑物理。
2019-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Topology, edge states, and zero-energy states of ultracold atoms in 1D optical superlattices with alternating onsite potentials or hopping coefficients
一维超晶格的周期性空间调制的现场电位或隧道系数可以表现出各种性质与拓扑结构或对称性。环形光晶格的最新发展使得人们可以系统地研究有边界和无边界超晶格的这些性质。虽然具有额外调制参数的超晶格在增广的参数空间中具有量子化的拓扑不变量，但我们也发现了与哈密顿量对称性相关的局部或零能态。利用最近提出的分析粒子耗尽或局域态密度的方法，可以探测超冷原子中的这些态。此外，我们总结了可行的实现可配置的光学超晶格使用目前可用的技术。
2017-12-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
