Coupled-wire construction of non-Abelian higher-order topological phases
College of Physics and Optoelectronic Engineering, Ocean University of China(中国海洋大学物理与光电工程学院);Qingdao Key Laboratory of Advanced Optoelectronics(青岛先进光电子重点实验室);Engineering Research Center of Advanced Marine Physical Instruments and Equipment of MOE(教育部海洋高端装备工程研究中心)
本文提出利用耦合线方案构造非阿贝尔高阶拓扑相,并分析非阿贝尔二阶拓扑绝缘体作为最小模型,揭示非阿贝尔四元数电荷与阿贝尔 winding 数的拓扑向量保护的角态,以及非阿贝尔与阿贝尔拓扑相变。
2026-05-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Experimental observation of non-Abelian topological charges and bulk-edge correspondence
在过去的几十年里,拓扑概念已经出现,超越了金兹伯格-朗道对称性破缺范式对物质状态进行分类。基本的全局不变量通常由整数来表征,例如陈数或缠绕数。最近,人们提出了以非阿贝尔拓扑荷为特征的能带拓扑,它具有非对易的、多带隙纠缠的编织结构。尽管有许多潜在的精致应用,包括量子计算,但没有实验观察到非阿贝尔拓扑电荷的报道。在这里,我们在PT(宇称和时间反演)对称系统中实验观察到非阿贝尔拓扑电荷。更重要的是,我们提出了非阿贝尔体边缘对应,其中边缘状态被发现描述的非阿贝尔收费。我们的工作为非阿贝尔拓扑相位表征和操作打开了大门。
2020-08-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Sign freedom of non-Abelian topological charges in phononic and photonic topological insulators
三带系统中节线的拓扑性质可以用称为四元数的非阿贝尔拓扑荷来描述。由于本征态的规范自由度,非阿贝尔拓扑荷的符号可以通过执行规范变换来翻转,即,选择不同的本征态基。然而,在诸如声子和光子拓扑绝缘体的现实系统中,符号翻转还没有被明确地示出。在这里,我们阐述了符号自由度的可视化数值计算的拓扑电荷的声子和光子拓扑绝缘体。在这样做时,我们采用多个节点线的公共参考点方法来确认符号翻转不会在构建四元数组时引起任何问题。
2021-10-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Four-band non-Abelian topological insulator and its experimental realization
最近,越来越多的注意力集中在非阿贝尔拓扑荷上,例如四元数群Q8。不同于阿贝尔拓扑带绝缘体,这些系统涉及多个纠缠的体带隙,并支持非平凡的边缘状态,表现出非阿贝尔拓扑特征。此外,一个系统的频带数为奇数或偶数时,在非阿贝尔拓扑分类中会表现出显著的差异。到目前为止,偶带非阿贝尔拓扑绝缘体的研究还很少。在这里,我们既从理论上探索和实验上实现了一个四带PT(反转和时间反转)对称系统,其中两个新的类拓扑电荷以及边缘状态进行了全面的研究。我们说明了他们的差异,从四维旋转意义上的立体投影克利福德环面。我们展示了散装拓扑结构的演变,通过扩展到一个2D平面上的一维哈密顿,并提供相应的边缘状态分布以下的分析方法。我们的工作提出了一个详尽的研究四带非阿贝尔拓扑绝缘体,并铺平了道路,以其他甚至带系统。
2021-06-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Programmable lattices for non-Abelian topological photonics and braiding
Seoul National University(首尔大学);University of Exeter(埃克塞特大学);University of Seoul(首尔大学)
本文提出了一种可编程的非阿贝尔拓扑光子学晶格,通过设计可重新配置的单元块实现通用旋转门,并展示了非阿贝尔编织操作和杨- Baxter关系。
2024-10-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological Word for Non-Abelian Topological Insulators
University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);South China Normal University(华南师范大学)
本文提出拓扑词框架,用于描述多间隙非阿贝尔拓扑绝缘体的非阿贝尔体-边对应关系,结合全局拓扑和能带邻接信息,通过静态和周期驱动系统验证,探讨其与现有描述的联系与区别。
2026-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-Abelian Gauge Theory for Magnons in Topologically Textured Frustrated Magnets
本文为阻挫磁体中的磁振子建立非阿贝尔规范场理论,揭示拓扑纹理诱导非阿贝尔电磁场及拓扑霍尔输运,适用于SO(3)序参量描述的磁性材料。
2024-07-20 cond-mat.mes-hall
Topological phase transitions in the non-Abelian honeycomb lattice
在蜂窝状光晶格中捕获的超冷费米气体提供了一个有趣的场景,在那里可以测试相对论量子电动力学。在这里,我们将这个系统推广到非阿贝尔量子电动力学,其中无质量狄拉克费米子与有效的非阿贝尔规范场相互作用。我们展示了如何在这种设置中的各种拓扑相变发生,这是由于无质量费米子对生产事件,以及对湮灭事件的两种:自发和强相互作用诱导。此外,这种相变可以在光晶格实验中控制和表征。
2010-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas hep-th
Topological braiding of non-Abelian mid-gap defects in classical meta-materials
在一维和二维拓扑超导体中,非平凡的辫群表示表现为涌现的马约拉纳零模的非阿贝尔量子统计。在这里,我们生成这样的表示与拓扑保护的畴壁模式在一个经典的类似物的Kitaev超导链,与粒子孔的对称性和Z2拓扑不变。中间隙模式被发现表现出独特的融合通道和丰富的非阿贝尔编织特性,这是使用T-结设置进行调查。我们采用绝热定理明确计算的编织矩阵的一个和两个对这些中间间隙的拓扑缺陷。
2020-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Entanglement in Abelian and non-Abelian Excitation Eigenstates
迄今为止,人们一直从基态波函数的角度研究物质拓扑相中的纠缠。相比之下,我们证明了分数量子霍尔系统的\emph{excitations}也包含信息,以确定系统的拓扑顺序。基于量子准空穴(QH)相对于纠缠切割的相对位置,给出了QH激发的纠缠谱,并将其与共形场论(CFT)扇区区分开来.对于Read-Rezayi模型态以及库仑相互作用本征态,在热力学极限下的QH纠缠能级的计数与CFT计数完全匹配,并且当非阿贝尔准空穴相继穿过纠缠切割时发生扇区变化。
2011-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-Abelian Braiding of Topological Edge Bands
本研究基于规范富集对称性提出实现多条拓扑边缘能带非阿贝尔编织的方案,构建对应紧束缚模型,并在两种声子晶体中实验观测到3条及4条编织声边缘能带,首次在实际晶体平台实现非阿贝尔编织拓扑。
2024-05-08 cond-mat.mes-hall
"Wormhole" geometry for entrapping topologically-protected qubits in non-Abelian quantum Hall states and probing them with voltage and noise measurements
我们研究了一种由单点接触收缩所定义的隧穿几何结构,该结构使位于量子霍尔液体同一边缘的两个点紧密相邻,缩短了沿正常手性边缘路径的空间分离点之间的行程。这种"虫洞“状几何结构允许在边缘路径和隧道结之间捕获大量准粒子,如果准粒子具有非阿贝尔统计,则可能实现拓扑保护的量子比特。我们展示了如何沿边缘的噪声或简单的电压测量可以探测被困准粒子的非阿贝尔性质。
2006-03-06 cond-mat.mes-hall
Identifying non-Abelian topological ordered state and transition by momentum polarization
利用动量极化方法研究了Gutzwiller投影波函数描述的非阿贝尔拓扑有序态的准粒子拓扑自旋和边态手征中心荷.我们的结果验证了由两个部分子在Chern数为2的能带中的Gutzwiller投影得到的分数Chern绝缘体态是由与费米子耦合的$SU(2)_2$ Chern-Simons理论描述的,而不是纯粹的$SU(2)_2$ Chern-Simons理论.此外,通过在一个Chern数2带和两个Chern数1带之间引入绝热形变,我们证明了Gutzwiller投影态的拓扑序并不总是与拓扑场论的期望一致.即使部分子平均场态发生了几何形变,Gutzwiller投影也可以在阿贝尔和非阿贝尔拓扑有序态之间引入拓扑相变。我们的方法适用于更一般的Gutzwiller投影波函数描述的拓扑有序状态。
2014-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Floquet non-Abelian topological charges and edge states
Ocean University of China(中国海洋大学)
本文研究Floquet周期驱动对非阿贝尔拓扑绝缘体的影响,通过一维三能带模型证明驱动可重塑相图并诱导非平衡特有的体-边对应关系,为工程非阿贝尔拓扑相提供了新方案。
2025-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Waveguiding in two-dimensional Floquet non-Abelian topological insulators
本文通过Floquet工程构建二维非阿贝尔高阶拓扑相模型,发现平凡四元数荷下仍涌现角态与边缘态,并揭示非对易驱动产生的界面模式及复合陈数表征的非平凡性。
2025-08-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Splitting the Topological Degeneracy of non-Abelian Anyons
我们研究非阿贝尔任意子之间的拓扑电荷隧穿作为一个拓扑有序系统的长程有效理论的扰动。我们得到了任意子的泛代数结构和非泛隧穿振幅的能量修正。我们发现一般隧道完全提升了非阿贝尔任意子的拓扑简并性。这种简并分裂对于任意子之间的长距离是指数抑制的,但在较短距离上没有拓扑保护。我们还表明,一般的相互作用的任意子可以表示的拓扑电荷的转移,从而可以有效地处理隧道相互作用。
2009-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Topological properties of Abelian and non-Abelian quantum Hall states from the pattern of zeros
我们证明了不同的阿贝尔和非阿贝尔分数量子霍尔态可以用整数序列{S_a}描述的零点模式来表征。本文将介绍如何利用数据{S_a}计算相应分数量子霍尔态的各种拓扑性质,如可能的准粒子类型数及其量子数,以及准粒子隧穿和模变换对环面上简并基态的作用。
2008-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Non-Superconducting Non-Abelian Statistics in One-Dimensional Topological Insulators
拓扑材料对于量子计算中的应用具有极大的兴趣,提供对环境噪声的固有鲁棒性。一个流行的方向是在与超导材料接口的集成系统中寻找马约拉纳模式。然而,超导性是材料表现出非阿贝尔统计所必需的吗?在这里,我们预测与强有力的理论和数值证据,存在拓扑相在一类一维单晶,其中包含大的带隙,并在实验范围内。具体地说,非平凡的Zak相位与无隙边界状态相关联,这提供了构建拓扑保护量子门所需的非阿贝尔统计,即使没有超导性和磁场。这些材料的另一个异常特征是电极化的强度是量子化的,并且横向场引起纵向极化。这种新的材料性质为编织非阿贝尔任意子提供了一种实验上可行的机制。
2018-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of non-Abelian Fabry-Perot interferometry in topological insulators
非阿贝尔边缘激发的干涉测量是拓扑量子计算中的一个有用工具。在本文中,我们提出了一个理论的非阿贝尔边缘态干涉仪的三维拓扑绝缘体接近的s波超导体。在这个系统中的非阿贝尔边缘激发具有相同的统计在以前研究的5/2分数量子霍尔(Fractional quantum Hall,简称FWHH)效应和手征p波超导体。然而,我们所考虑的设置与这些系统之间存在关键差异,例如需要在带电和中性激励之间进行转换,以及非阿贝尔激励的中性。这些差异表现在电导的温度标度指数为-7/4,而不是5/2 μ H效应中的-3/2。
2009-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Simulating Floquet non-Abelian topological insulator with photonic quantum walks
本研究利用高维光子量子行走模拟Floquet非阿贝尔拓扑绝缘体(FNATI),通过体动态探测和边缘态光谱学实验确立了多重体-边对应关系,首次实现了对FNATI的实验表征。
2025-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Edge and corner states in 2D non-Abelian topological insulators from an eigenvector frame rotation perspective
提出了二维非阿贝尔拓扑绝缘体的概念,它可以解释具有宇称时间对称性的系统中边缘态和角态的能量分布。从非阿贝尔能带拓扑的观点出发,建立了二维Zak相位和极化的约束条件。我们证明了某些二维系统中的角态可以解释为一维边缘态的边界模,这些边缘态是由系统的多带非阿贝尔拓扑结构引起的。我们还提出了使用非对角Berry相位作为补充信息,以协助预测的边缘状态在非阿贝尔拓扑绝缘体。我们的工作提供了一种替代的方法来研究边缘和角模式,这个想法可以扩展到3D系统。
2022-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-Abelian Anyons and Topological Quantum Computation
拓扑量子计算是最近出现的最令人兴奋的方法之一,构建一个容错的量子计算机。该提议依赖于物质的拓扑状态的存在,其准粒子激发既不是玻色子也不是费米子,而是被称为{ \it非阿贝尔任意子}的粒子,这意味着它们服从{ \it非阿贝尔编织统计}。量子信息存储在具有拓扑简并性的多准粒子态中。量子计算所必需的幺正门操作是通过编织准粒子,然后测量多个准粒子态来实现的。拓扑量子计算机的容错性源于准粒子态的非局域编码,这使得它们不受局域扰动引起的错误的影响。到目前为止,自然界中发现的唯一拓扑态是分数量子霍尔态,最突出的是ν=5/2态,尽管在光晶格和薄膜超导体中的超冷原子等完全不同的系统中也提出了其他几种有前景的候选态。在这篇综述文章中,我们描述了当前在这一领域的研究,重点是非阿贝尔统计的一般理论概念,因为它涉及到拓扑量子计算,理解非阿贝尔量子霍尔态,提出的实验检测非阿贝尔任意子,并提出了拓扑量子计算机的架构。我们使用ν=5/2分数量子霍尔态作为非阿贝尔拓扑状态的原型,实现容错量子计算,解决了拓扑量子计算的数学基础和物理问题。
2008-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unsupervised Learning of Topological Non-Abelian Braiding in Non-Hermitian Bands
Nanyang Technological University(南洋理工大学);The Chinese University of Hong Kong(香港中文大学)
针对非厄米能带非阿贝尔编织缺乏通用拓扑不变量、识别困难的问题,提出无监督机器学习识别算法,引入缠绕矩阵作为拓扑不变量,实现了2D/3D例外半金属中非阿贝尔编织拓扑的无监督识别。
2024-01-31 cond-mat.mes-hall physics.data-an
Observation of anomalous Floquet non-Abelian topological insulators
本研究首次实验实现了反常 Floquet 非阿贝尔拓扑绝缘体(FNTIs),通过构建一维三能隙 Floquet 模型并在声学晶体中集成周期性耦合电路,观测到体电荷平庸下所有能隙的拓扑边缘模式及反直觉界面模式,为非平衡拓扑物理探索开辟了新途径。
2025-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Non-Abelian Majorana fermions in topological $s$-wave Fermi superfluids
通过解析求解Bogoliubov-De Gennes方程,得到了存在自旋轨道耦合和塞曼自旋分裂的二维$s$波费米超流体涡旋中满足Majorana性质的费米零模.当超流在拓扑上是非平凡的时,马约拉纳零模变得可归一化并指数地定位到涡核附近。我们计算了Majorana杂化引起的能量分裂,并确定了$s$波Majorana涡旋服从非阿贝尔统计。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Non-Abelian Bloch oscillations in higher-order topological insulators
布洛赫振荡(BO)是晶格中的波包在受到外力时经历周期运动的基本现象。在广泛的合成晶格系统中观察到,BO本质上与底层能带结构的几何和拓扑性质相关。这已经建立了BO作为一个突出的工具,用于检测贝里相位效应,包括那些描述的非阿贝尔规范场。在这项工作中,我们揭示了一个独特的拓扑效应,体现在BO的高阶拓扑绝缘体通过相互作用的非阿贝尔Berry曲率和量化的威尔逊圈。它的特点是由一个振荡霍尔漂移,是同步的拓扑保护带间拍频和倍增布洛赫周期。我们阐明了这种同步机制的起源依赖于Wannier中心的周期量子动力学。我们的工作铺平了道路的实验检测合成物质的非阿贝尔拓扑性质,通过测量的Berry相位和质心位移。
2020-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Non-Abelian Anyons and Non-Abelian Vortices in Topological Superconductors
本文综述了拓扑超导体中非阿贝尔任意子(如伊辛和斐波那契任意子)及非阿贝尔涡旋任意子的实现,并指出$^3P_2$超流体是唯一同时支持两类非阿贝尔任意子的系统,对拓扑量子计算有重要意义。
2023-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con hep-ph
Non-Abelian Majorana Doublets in Time-Reversal Invariant Topological Superconductor
非阿贝尔Majorana零模的研究推进了我们对量子物质基本物理的理解,并推动了这种奇异态在拓扑量子计算中的潜在应用。在二维和一维手征超导体中,孤立的Majorana费米子服从非阿贝尔统计。然而,由于Kramers定理,$Z_2$时间反转不变(TRI)拓扑超导体中的Majorana模是成对的。因此,在TRI超导体中的编织操作总是交换两对马约拉纳。在这项工作中,我们有趣地表明,由于时间反演对称性的保护,非阿贝尔统计可以在一维TRI拓扑超导体中获得,并可能具有应用于拓扑量子计算的优势。此外,我们揭示了约瑟夫森效应中的一个有趣的现象,即约瑟夫森电流的周期性依赖于超导态的费米子宇称。这种效应提供了对这种1D TRI超导体中的拓扑量子比特状态的直接测量。
2013-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topologically-Protected Qubits from a Possible Non-Abelian Fractional Quantum Hall State
在朗道能级填充分数$ν=5/2$下,Pfcannan态是观察到的量子化霍尔平台的一个有吸引力的候选者.这是特别有趣的,因为这种状态具有不寻常的拓扑性质,包括准粒子激发与非阿贝尔编织统计。为了确定$ν=5/2$态的性质,必须测量准粒子编织统计。在这里,我们提出了一个实验,它可以同时确定准粒子激发的编织统计,如果它们被证明是非阿贝尔的,产生一个拓扑保护的量子位,在其上通过准粒子编织执行逻辑非操作。使用在$ν=5/2$处测量的激发间隙,我们估计误差率为$10^{-30}$或更低。
2004-12-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effective Abelian theory from a non-Abelian topological order in $ν=2/5$ fractional quantum Hall effect
物质的拓扑相由拓扑不变量区分,例如陈数和拓扑自旋,它们描述了它们对电磁流和环境几何变化的响应。有趣的是,在$ν=2/5$分数量子霍尔效应中,突出的理论方法--复合费米子理论和共形场论--已经构建了两种不同的状态,Jain复合费米子(CF)状态和Gaffnian状态,对于它们,许多拓扑指数一致,甚至微观基态波函数在数值上可以访问的系统尺寸中彼此高度重叠。同时,这些状态的某些方面预计会非常不同,例如,它们的基本激发应该具有阿贝尔(CF)或非阿贝尔(Gaffnian)统计。在本文中,我们不仅考虑了这两个态的基态,而且考虑了低能带电激发,研究了这两个态之间的密切关系。我们表明,这两个阶段的低能量物理是由相邻的Laughlin阶段相同类型的准电子跨越。这两种状态之间的主要差异是由于CF方法中的短程相互作用的隐式假设引起的,这导致了Gaffnian激发的变分能量的大分裂。因此,我们建议,贾恩阶段出现作为一个有效的阿贝尔低能量描述的加夫尼阶段时,哈密顿量是占主导地位的两体相互作用的足够短的范围。
2019-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Floquet Non-Abelian Topological Insulator and Multifold Bulk-Edge Correspondence
本研究提出Floquet非阿贝尔拓扑绝缘体,其体-边对应遵循四元数群乘法规则,并发现交换驱动界面模等非阿贝尔动力学特征,开辟了非平衡拓扑相研究的新方向。
2023-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Chern number matrix of the non-Abelian spin-singlet fractional quantum Hall effect
虽然阿贝尔拓扑序的内部结构已经很好的理解,如何刻画非阿贝尔拓扑序是一个突出的问题。我们提出了一个基于多体陈氏数矩阵的独特方案来刻画非阿贝尔多组分分数量子霍尔态。作为一个具体的例子,我们研究了拓扑平带模型中填充分数$ν=4/3$的二分量玻色子的多体基态。利用密度矩阵重整化群和精确对角化计算,我们证明了三体相互作用下非阿贝尔自旋单重态分数量子霍尔效应的出现,其拓扑性质由六重简并基态和分数量子化的陈数矩阵来分类.
2022-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological superfluids on a lattice with non-Abelian gauge fields
具有非阿贝尔规范场的晶格上的两分量费米子超流体在足够大的自旋不平衡存在下可以获得各种拓扑相。我们在这里解决的重要问题,自旋不平衡引起的超流性击穿的自洽计算的配对间隙,显示的预测阶段将实验访问。我们提出了完整的拓扑相图,我们分析了陈数和拓扑保护和非保护边缘模式的存在性之间的联系。陈数是通过一种非常有效和简单的方法计算的。
2010-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Fractional topological superconductors with fractionalized Majorana fermions
在本文中,我们介绍了一个二维分数拓扑超导体(FTSC)作为一个强关联的拓扑状态,可以通过诱导的阿贝尔分数量子霍尔态的超导性,通过邻近效应。当邻近耦合较弱时,FTSC具有与其母态相同的拓扑序,因此是阿贝尔的。然而,在增加邻近耦合时,这种阿贝尔FTSC的体隙关闭并重新打开,导致新的拓扑顺序:非阿贝尔FTSC。利用几个参数,我们将推测描述非阿贝尔FTSC边缘态的共形场论(CFT)是$U(1)/Z_2$轨道理论,并利用它写出基态波函数。此外,我们预测FTSC的基础上的Laughlin状态在$ν=1/m$填充主机分数马约拉纳零模式绑定到超导涡旋。这些零模是非阿贝尔准粒子,这在它们的量子维数$d_m=\sqrt{2m}$中是显而易见的。利用基于棱边CFT的多准粒子波函数,导出了零模的投影辫阵。最后,非阿贝尔FTSC和$Z_{2m}$转子模型具有相似的拓扑顺序之间的连接进行了说明。
2013-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anyon condensation, topological quantum information scrambling, and Andreev-like reflection of non-Abelian anyons in quantum Hall interfaces
量子信息置乱是将局域信息扩展为整个量子多体系统中的相关信息。这一概念已成为不同背景下的中心议题。在这项工作中,我们重申了量子霍尔界面中任意子凝聚和拓扑量子信息置乱之间的联系。我们考虑了阿贝尔Halperin-330态和非阿贝尔Read-Rezayi态之间的界面。我们显式地验证接口可以完全间隙。这使得阿贝尔任意子携带的局域赝自旋信息转化为完全由非阿贝尔量子霍尔液体中的任意子存储的拓扑信息,而界面上没有存储的加扰信息。结合我们以前的工作[K. K. W.妈妈和K。Yang,Phys.Rev.B105,045306(2022)],我们的结果证明了加扰机制对界面间隙的依赖性。本文还讨论了非阿贝尔任意子在完全带隙界面上的Andreev反射。
2022-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Non-Abelian operation of molecular topological superconductor by n-MOSFET
编织操作是创建拓扑量子计算机的挑战。目前还不清楚是否可以用任何材料进行编织操作。虽然基于马约拉纳费米子的各种计算显示了编织的可能性,但马约拉纳费米子的编织操作尚未得到实验证明。在这里,编织操作证明使用分子拓扑超导体(MTSC),利用分子中固有的拓扑性质。编织操作是通过控制两个MTSC模块来实现的,这两个模块是通过将4,5,9,10-四(十二烷氧基)芘晶体造粒制成的,该晶体被提议作为第一种通过n-MOSFET的MTSC材料。它展示了拓扑量子计算机的元素,这些元素可以在室温下在没有外部磁场的情况下得到证明。
2021-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Shortest Route to Non-Abelian Topological Order on a Quantum Processor
本文提出利用有限深度电路和单轮测量在量子处理器上制备非阿贝尔拓扑序的最短路径协议,证明了具有拉格朗日子群的非阿贝尔态无需前馈等新资源即可生成,并在Google量子处理器上以深度11电路实现D4非阿贝尔拓扑序。
2023-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Non-adiabatic Effects in the Braiding of Non-Abelian Anyons in Topological Superconductors
拓扑量子计算中的量子比特是由非阿贝尔任意子构建的。任意子的绝热编织被利用作为拓扑保护的逻辑门操作。因此,定义量子统计概念的绝热性在定义非阿贝尔任意子中起着基本的作用。利用含时Bogoliubov-de Gennes方程研究了拓扑超导体中Ising型任意子(即Majorana费米子)的非绝热效应.利用这种形式,我们考虑非阿贝尔统计的非绝热修正:(1)任意子的隧穿分裂施加额外的动力学相位的基态的变换;(2)过渡到激发态,这是潜在的破坏性的非阿贝尔统计,因为非本地费米子占领可以被破坏这样的过程。然而,如果束缚态是局域的,并且与任意子编织在一起,那么一旦考虑到这些状态中的费米子宇称,适当地推广马约拉纳算子的定义,就可以恢复非阿贝尔统计。另一方面,如果激发态扩展到整个系统并形成连续统,则局域费米子宇称的概念不再成立。然后,我们定量描述在这种情况下引入的错误。
2011-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Observation of non-Abelian topological semimetals and their phase transitions
物质的拓扑相是物理学的核心,将优雅的数学原理与真正的材料联系起来,这些材料被认为会塑造未来的电子和量子计算技术。到目前为止,在这一学科的研究几乎只限于单隙带拓扑结构,因为费米-狄拉克填充效应。在这里,我们从理论上分析和实验上证实了一类新的多间隙拓扑相,我们将称为非阿贝尔拓扑半金属,在kagome几何。这些前所未有的物质形式依赖于欧拉类和框架电荷的概念,这些电荷是由于非阿贝尔电荷转换过程而产生的,当不同带隙的带节点在动量空间中相互编织时。我们在声学超材料中发现了这种奇异的现象,并揭示了由能带节点的产生、编织和重组引起的丰富的拓扑相图。利用泵浦-探测测量,我们验证了非阿贝尔电荷转换过程中的节点的拓扑电荷从一个间隙转移到另一个。此外,在这样的过程中,我们发现了具有独特的色散,直接链接到多间隙拓扑不变量的三重简并带节点的强制执行的中间阶段。此外,我们证实了边缘态可以忠实地描述多能隙拓扑相图。我们的研究揭示了一个新的制度的拓扑相,多间隙拓扑结构和非阿贝尔电荷的带节点在理解半金属相互连接的多个带发挥了至关重要的作用。
2021-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other