Counterdiabatic-influenced Floquet-engineering: State preparation, annealing and learning the adiabatic gauge potential
提出CAFFEINE混合技术，通过参数化Floquet哈密顿量并利用数值最优控制实现反绝热驱动，无需显式反绝热项，用于量子态制备与退火，并具备学习反绝热项以探测量子混沌的潜力。
2025-01-24 quant-ph
Dynamical preparation of Floquet Chern insulators
实现拓扑绝缘体由于其优异的性能和潜在的应用前景而引起了人们极大的兴趣。有最近的建议，Floquet分析的基础上，人们可以产生拓扑非平凡绝缘体定期驾驶拓扑平凡的。在这里，我们解决会发生什么，如果一个遵循这样的系统中的动态。具体来说，我们提出了一个精确的研究的时间演化的石墨烯类系统受到圆极化电场。我们证明了，对于无限（几何不变）系统，陈数是保守的酉演化。对于系统的边界，另一方面，我们表明，一个适当定义的拓扑不变，Bott指数，可以改变。因此，它应该是可能的实验准备从非拓扑的拓扑状态。我们表明，在这样的系统中的边缘电流的手征可以通过调整填充控制。
2016-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Floquet topological systems with flat bands: Edge modes, Berry curvature, and Orbital magnetization
结果Floquet系统在两个空间维度的Floquet驱动打破了有效的时间反演对称性。驱动协议还诱导对应于异常Floquet相位的平坦带，其中陈数为零，但手性边缘模式存在。边缘模式，Berry曲率，和轨道磁化的解析表达式推导出的平带。结果还提出了静态Haldham模型的参数时，频带是平坦的。Floquet驱动相同的模型示出引起陈绝缘体以及异常Floquet相位。这些不同的拓扑相位的轨道磁化强度，并发现在半填充的破缺的粒子-空穴对称性的Halflit模型增强。
2022-07-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Orbital magnetization of Floquet topological systems
本文导出了Floquet系统轨道磁化强度的一般表达式。该表达式适用于一个干净的系统，并且适用于任何驱动协议和任意占用的频带。的轨道磁化被证明是大的，不仅为陈省身绝缘体，但也为异常相位的陈省身数不完全占的拓扑结构。此外，轨道磁化被示出采取显着的值都为一个热平衡占领的Floquet带，并从初始状态与零轨道磁化的量子淬火所确定的职业。对于后者的情况下，轨道磁化被证明是高度敏感的Floquet带的范霍夫奇点。
2022-05-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dissipative preparation of many-body Floquet Chern insulators
考虑到耦合到一个微结构浴作为一个周期性驱动的耗散Halfton模型的松弛机制，我们建立了该系统可以调谐到频闪拓扑稳态在所有有限的温度。周期性驱动的振幅和频率是这样选择的，即在酉情况下，描述Haldom模型在频闪时刻的Floquet哈密顿量在拓扑上是非平凡的。我们建立，在频闪稳定状态，系统达到热状态的Floquet哈密顿量在一个受控的温度。此外，据观察，即使与准本地浴耦合，显着的陈氏绝缘体确实可以在陈氏非平凡的纯稳态，预计表现出频闪体边界对应准备。利用陈省身绝缘体的宏观体电极化在其拓扑相的非唯一性，我们提出了一个广义的陈省身不变量，反映了拓扑结构的平衡多体频闪状态的Haldom模型，即使在一个耗散的氛围。动力学陈氏绝缘体的广义拓扑结构依赖于单粒子相关性，预计将在探测多体量子观测量的实验中表现出来。
2020-05-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Simulating a Chern Insulator with C = $\pm$2 on Synthetic Floquet Lattice
本研究提出一种具有C = $\pm$2的4带紧束缚Chern绝缘体模型，通过将其映射到合成Floquet格子并扩展能量泵浦与拓扑振荡方法进行数值模拟，成功提取Chern数并验证了相图，展示了量子计算平台模拟复杂拓扑物质的潜力。
2024-08-25 quant-ph
Floquet Engineering of Haldane Chern Insulators and Chiral bosonic phase transitions
合成规范场的实现与周期驱动系统和Floquet理论的关系最近引起了人们的广泛关注。在光晶格和光子网络中的超冷原子系统中，这允许模拟物质的奇异相，例如量子霍尔相、反常量子霍尔相和拓扑绝缘体的类似物。在本文中，我们应用Floquet理论的工程各向异性Halflit模型的蜂窝晶格和两个腿的阶梯系统。我们发现，这些各向异性的Halfton模型仍然具有拓扑非平凡的能带结构与手征边缘模式（没有在一个单元格中的净单位通量的存在下），然后指的是量子反常霍尔效应。聚焦于晶格的s波段中的（相互作用）玻色子系统，我们展示了如何通过Floquet理论来设计均匀超流体和FFLO（Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov）态的BEC（玻色-爱因斯坦凝聚体）模拟物之间的量子相变，其中玻色子在非零波矢处凝聚。我们对石墨烯晶格上的量子相变进行了金兹伯格-朗道分析，并计算了手性电流和动量分布等观测量。精确的对角化计算结果的支持，并与各向同性的情况下。在Floquet理论的高频扩展的有效性也测试使用时间依赖的模拟模型的各种参数。最后，我们表明，各向异性选择的有效矢量势允许玻色化方法在等效梯形（带）的几何形状。
2016-08-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Topological Floquet Flat Bands in Irradiated Alternating Twist Multilayer Graphene
研究了交替扭转多层石墨烯在圆偏振激光下产生携带非零 Chern 数的拓扑 Floquet 平带，为实现分数量子 Chern 绝缘体提供了可行途径。
2023-10-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Towards large-Chern-number topological phases by periodic quenching
具有大陈数的拓扑相位具有重要的意义。它们以前被预测存在考虑制造的长程相互作用或多层材料。最近在Floquet拓扑相位的广泛兴趣的刺激下，在这里，我们提出了一个计划，工程师大陈数相位容易定期淬火。使用一个两带系统作为一个例子，我们从理论上展示了如何广泛可调的陈数的各种拓扑相位可以产生两个简单的哈密顿量，否则给低陈数之间的周期性淬火。通过Floquet谱中多个狄拉克锥的出现来解释所获得的大陈数。在两带模型中不同拓扑相之间的过渡线也被明确地找到，从而建立了一类易于求解但非常丰富的系统，有助于进一步理解和应用拓扑相在周期驱动系统。
2016-06-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Realization of an anomalous Floquet topological system with ultracold atoms
通过周期调制的相干控制，也称为Floquet工程，已经成为实现具有奇异特性的新型量子系统的强大实验方法。特别是，它已被用来研究拓扑现象在各种不同的平台。在驱动系统中，准能带的拓扑性质通常可以由标准拓扑不变量确定，例如常用于静态系统的陈数。然而，由于准能谱的周期性，这种拓扑描述是不完整的，需要新的不变量来完全捕获这些驱动设置的拓扑特性。最突出的是，存在二维异常Floquet系统，表现出强大的手征边缘模式，尽管所有的陈数等于零。在这里，我们实现了这样一个系统中的玻色子原子的驱动蜂窝晶格，并推断出完整的拓扑不变量的能隙测量和本地霍尔偏转。
2020-10-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Floquet quantum simulation with superconducting qubits
我们提出了一种基于transmon量子比特周期调制的自旋模型的量子模拟算法。使用Floquet理论，我们推导出一个有效的时间平均的哈密顿量，这是一般的XYZ类，不同的各向同性XY哈密顿量通常实现的物理设置。作为一个例子，我们提供了一个简单的配方来构建一个横向伊辛哈密顿的Floquet基础。对于一维系统，我们数值模拟了横向伊辛哈密顿量和量子退火到其基态的动力学过程。我们基准的Floquet方法与数字仿真程序，并证明它是有利的有限的资源和有限的非谐性的transmons。所描述的协议可以作为一个简单而可靠的路径，可配置的量子模拟器与目前现有的超导芯片。
2017-03-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Probing Floquet topological phases via non-Hermitian skin effect of reflected waves
Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
研究Floquet陈绝缘体的散射问题，揭示反射波的非厄米特皮肤效应，通过边界共振将反射矩阵的非厄米特 winding 数与Floquet不变量联系起来，提出频率依赖的非平衡拓扑识别方法。
2026-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantized Floquet topology with temporal noise
时间周期（Floquet）驱动是一种强有力的方法来工程量子相位的物质，包括根本上非平衡态，这是不可能的静态哈密顿系统。一个典型的例子是反常的Floquet绝缘体，它表现出拓扑量子化的手征边缘状态类似于陈省身绝缘体，但服从批量本地化。我们研究了这个拓扑系统的响应依赖于时间的噪声，这打破了拓扑保护Floquet对称性。令人惊讶的是，我们发现，通过部分填充的费米子系统和测量每个周期泵送的电荷给出的量化响应，仍然量化到有限的噪声幅度。我们跟踪这个强大的拓扑结构之间的相互作用扩散和泡利阻塞的边缘状态衰减，我们希望应该是强大的相互作用。我们确定的边界的拓扑相的系统与空间无序数值通过水平统计，并证实我们的结果在极限消失的障碍，通过分析Floquet超算子的方法。这种方法建议一个非厄米特Floquet拓扑相位的系统的状态的解释。我们评论量化的其他拓扑响应的情况下，Floquet对称性和潜在的实验实现。
2021-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Entanglement spectrum and entropy in Floquet topological matter
纠缠是量子系统最基本的特征之一。本文得到了Floquet非相互作用费米子晶格模型的纠缠谱和熵，并将它们与Floquet拓扑相联系起来。引入拓扑缠绕和陈数来表征纠缠谱和本征模。进一步建立了周期边界条件下纠缠哈密顿量的谱和拓扑与开边界条件下拓扑边态的谱和拓扑之间的对应关系。该理论适用于Floquet拓扑绝缘体在不同的对称类和空间维度。因此，我们的工作提供了一个有用的框架，在Floquet拓扑物质的丰富的纠缠模式的研究。
2022-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Aspects of Floquet Bands and Topological Phase Transitions in a Continuously Driven Superlattice
近年来，利用周期性驱动场产生新的拓扑态引起了人们的极大关注。为了激发进一步的实验和理论研究，我们调查有趣的方面Floquet带和拓扑相变在一个连续驱动的哈珀模型。在这样一个连续驱动的系统与奇数Floquet带，频带被发现有非零的陈数一般和拓扑相变发生，因为我们调整各种系统参数，如幅度或周期的驱动场。非平凡的Floquet带拓扑导致Wannier态在晶格空间中的量子化输运。对于某些参数的选择，非常平坦但拓扑非平凡的Floquet带也可能出现，一个功能，是潜在的强关联系统的物理模拟有用。在某些具有偶数个Floquet带的情况下，光谱中也可能有有趣的狄拉克锥。在开边界条件下，随着系统参数的变化，还发现了反常的反向传播手征边缘模和简并零模。这些结果应该是实验的兴趣，因为一个连续驱动的系统是更容易实现比定期踢系统。
2014-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Tunable Fragile Topology in Floquet Systems
我们扩展的概念脆弱的拓扑结构的驱动系统。我们在两种不同的模型，即Floquet蜂窝模型和Floquet $π$ -通量正方形晶格模型中证明了驱动诱导的脆弱拓扑。在这两种情况下，我们发现了一个丰富的相图，包括Floquet脆弱的拓扑相位保护的结晶旋转或镜像对称，Floquet陈省身绝缘体，和平凡的原子相，具有独特的边界功能。值得注意的是，不同相位之间的转变可以通过简单地调整驱动幅度来实现，这是驱动使能拓扑现象的独特特征。此外，角落局部分数电荷被确定为一个“吸烟枪”信号的脆弱的拓扑结构在我们的系统。我们的工作为研究和实现Floquet系统的脆弱拓扑铺平了道路。
2020-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Quantum quenches in a pseudo-Hermitian Chern insulator
我们提出用量子猝灭动力学方法来揭示赝厄米陈氏绝缘体的拓扑结构。在q-变形的Pauli矩阵的基础上定义了伪Hermitian Chern绝缘体的Bloch哈密顿量，这与变形代数的表示有关。我们展示了赝厄米相的体-面对偶性，并进一步建立了静态能带拓扑和猝灭动力学之间的具体关系。结果也被推广到一个完全非平衡的情况下，postquench演变是由Floquet伪厄米哈密顿。此外，我们提出了一个可能的方案来实现看似具有挑战性的模型在双层晶格和检测的动力学与双淬火协议。
2023-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Tuning anomalous Floquet topological bands with ultracold atoms
本研究在振动光学Raman晶格的超冷原子系统中，通过调节能带反转面实现高精度Floquet工程，实验表征了多种反常拓扑态，并发现前所未有的高陈数反常Floquet谷霍尔态。
2022-11-09 cond-mat.quant-gas quant-ph
Ancillary entangling Floquet kicks for accelerating quantum algorithms
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
通过辅助纠缠Floquet kicks加速量子算法，提升解决时间并提高精度。
2024-08-23 quant-ph
How to Directly Measure Floquet Topological Invariants in Optical Lattices
具有时间周期哈密顿算子的拓扑Floquet系统的分类超越了静态系统。例如，在周期性驱动的二维晶格中的无自旋费米子并不完全由准能带的陈数来表征，而是由一组与准能隙相关的缠绕数来表征。我们提出了一种直接有效地测量周期性驱动光晶格中费米冷原子系统的缠绕数的方案。它是基于一个单参数的家庭实验可行的驱动器的建设，不断连接的Floquet系统的利益，一个平凡的参考系。然后，通过识别和层析成像的带接触的奇异性发生的方式来确定的绕组数。作为一个副产品，我们还提出了一种方法，通过晶体学的时间模拟探测时间演化算子的光谱特性。
2019-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Hopf characterization of two-dimensional Floquet topological insulators
我们提出了一个拓扑特征的时间周期驱动的双带模型在2+1维的霍普夫绝缘体。Floquet系统相对于时间和底层二维动量空间的内在周期性构成了从三维环面到布洛赫球的映射。其结果是，我们发现，驱动系统可以通过呼吁直接从驱动器的微动构造的霍普夫映射来理解。以前发现的缠绕数对应于霍普夫不变量，这是与连接数描述的拓扑结构的结在三维空间。此外，在被转换为Hopf绝缘体之后，不仅陈数，而且Floquet拓扑绝缘体的缠绕数在实验中也可以作为连接数来访问。我们利用这种描述提出了一个可行的方案来测量完整的光晶格的Floquet拓扑不变量。
2019-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
A quantum annealer with fully programmable all-to-all coupling via Floquet engineering
量子退火是一种很有前途的方法来解决困难的组合优化问题。然而，当前设备中的连接限制导致一般问题的性能呈指数级下降。我们提出了一种量子退火器的架构，该架构实现了完全的连接性和完全的可编程性，同时使用了一些物理资源，仅在自旋数量上是线性的。我们通过应用精心设计的基于量子比特的周期性调制来实现这一点，从而产生一个Floquet哈密顿算子，其中所有的相互作用都是可调的;这种灵活性是以自旋之间的耦合强度小于自旋直接耦合的耦合强度为代价的。我们的建议是非常适合与超导电路的实施，我们给出的分析和数值证据表明，完全连接，完全可编程的量子退火与$1000$量子位可以构建约瑟夫森参量振荡器具有$\sim 100$微秒的腔光子寿命，和其他系统参数值，常规实现与当前技术。我们的方法也可能产生超越量子退火的影响，因为它很容易扩展到玻色子量子模拟器，并允许研究晶格位置之间具有任意连接性的模型。
2019-07-11 quant-ph
Anomalous Floquet Chiral Topological Superconductivity in a Topological Insulator Sandwich Structure
我们证明了Floquet手征拓扑超导性在磁性拓扑绝缘体-超导体三明治结构的约瑟夫森结中自然产生。约瑟夫森相位调制与施加的偏置电压在整个结驱动系统到反常Floquet手征拓扑超导体托管手征马约拉纳边缘模式的准能谱，与散装Floquet带进行零陈数。偏置电压作为一个调谐参数，使新的动力学拓扑量子相变驱动系统到无数的异国情调的马约拉纳携带Floquet拓扑超导相。我们的理论建立了一个新的范式实现Floquet手征拓扑超导性的固态系统，这应该是实验上直接访问。
2020-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Recipe for creating an arbitrary number of Floquet chiral edge states
周期驱动系统的Floquet态具有丰富的拓扑性质。它们中的许多在它们的静态对应物中是不存在的。一个这样的例子是反常Floquet拓扑绝缘体中的手征边缘态，其描述需要一个新的拓扑不变量和一种新型的体-边缘对应。本文提出了一个典型的淬火晶格模型，该模型中的两个Floquet带在准能0和$π$处通过接触周期性地交替交换它们的Chern数.这个过程原则上允许以高度可控的方式产生尽可能多的Floquet手性边缘态。从系统的Floquet散射矩阵中提取了这些边缘态的量子化传输。我们的计划提供的拓扑边缘通道的数量控制的灵活性可以作为一个起点，强大的Floquet运输设备的工程。
2018-04-20 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
Anomalous Topological Phases and Unpaired Dirac Cones in Photonic Floquet Topological Insulators
提出了一种基于交错螺旋晶格的光子Floquet拓扑绝缘体及其Floquet能带结构的有效数值计算方法。晶格支持反常Floquet拓扑绝缘体相，具有消失的陈数和可调的拓扑跃迁。在拓扑转变的临界点，能带结构主机一个单一的不成对的狄拉克锥，这产生了各种不寻常的输运效应：一个离散的模拟锥形衍射，弱反局域化不受谷间散射，抑制安德森局域化。与以前的设计不同，有效规范场强度可以通过晶格参数（如螺旋间距离）控制，从而显著降低辐射损耗并实现可切换拓扑波导等应用。
2016-06-07 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Floquet engineering and simulating exceptional rings with a quantum spin system
相干辐射形式的时间周期驱动为操纵拓扑材料或人工合成量子物质提供了强有力的工具。在本文中，我们提出了一个计划，实现非厄米特半金属表现出特殊环的频谱通过Floquet工程。观察到从同心对的环到偶极对的过渡。同心对只携带一个量子化的Berry相位，而偶极对具有相反的陈数，此外，信号的费米表面的拓扑Lifshitz转变。系统的输运性质的解决，我们发现，这个过渡过程是伴随着一个非平凡的霍尔电导率的紧急情况。此外，我们探索了具有量子自旋系统的非厄米半金属的量子模拟，并通过长时间动力学对拓扑结构进行了表征。
2020-12-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Measuring topology by dynamics: Chern number from linking number
整数值拓扑指数表征了物质量子态的非定域性质，可以直接预测平衡系统的鲁棒物理性质。陈数，例如，决定了绝缘体的量子化霍尔电导率。利用周期性驱动的光晶格中的费米子原子，我们在实验上证明了陈数也决定了量子系统的远离平衡态的动力学。根据参考文献[Wang等人，物理修订版信函118，185701（2017）]并将其扩展到Floquet系统，我们测量了表征强烈淬火后出现的动量空间涡旋轨迹的链接数。我们观察到，它直接对应于基态陈数。动态拓扑指数和静态拓扑指数之间的这种一对一关系使我们能够通过实验绘制出系统的相图。此外，我们测量了瞬时陈数，并表明它保持为零下的酉动力学。
2019-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Generation of Ultrahigh Anomalous Hall Conductivities via Optimally Prepared Topological Floquet States
Northeastern University（东北大学）；Dartmouth College（达特茅斯学院）
通过最优控制技术生成极高的异常霍尔电导性，揭示非平衡量子态的拓扑输运新机制
2025-11-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
A computational study of two-terminal transport of Floquet quantum Hall insulators
周期性驱动场可以诱导拓扑相变，导致Floquet拓扑相位与有趣的属性，如非常大的陈数和不寻常的边缘状态。这样的Floquet拓扑相位是否可以产生比它们的静态对应物大得多的鲁棒边缘状态电导是一个有趣的问题。本文在Keldysh形式下，利用递归Floquet-Green函数方法研究了辐照量子霍尔绝缘体边缘态的双铅输运。聚焦于谐波驱动的Hofstadter模型，我们表明，量子化霍尔电导大$8e^2/h$可以实现，但只有在所谓的Floquet求和规则。为了评估边缘态输运的鲁棒性，我们分析了直流电导，时间平均电流分布和局域态密度。结果发现，共同传播的手征边缘模式是更强大的对无序和缺陷相比，显着的反向传播的边缘模式，以及某些限制的Floquet边缘模式。此外，我们超越了宽带的限制，这是经常假设的线索，研究如何的电导量化（后应用Floquet求和规则）的Floquet边缘状态可以受到影响，如果引线有有限的带宽。这些结果对基于Floquet拓扑物质的输运器件的设计有一定的参考价值。
2017-10-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hofstadter butterfly and Floquet topological insulators in minimally twisted bilayer graphene
我们从理论上研究了最小扭曲双层石墨烯（mTBLG）中三角形网络模型的霍夫施塔特蝴蝶。能带结构表现出能量的周期性，模仿Floquet系统。蝶形图提供了模型参数的指纹，并揭示了隐藏的带拓扑。在强磁场中，我们建立了mTBLG实现低能量Floquet拓扑绝缘体（FTIs）进行零陈数，而主机手征边缘状态的散装差距。我们通过分析Hofstadter蝴蝶中的非平凡谱流来识别FTI，并通过明确计算手性边缘态来识别FTI。我们的理论铺平了道路，一个有效的实际实现的FTIs在平衡固态系统。
2020-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Adiabatic Perturbation Theory and Geometry of Periodically-Driven Systems
我们给出了一个系统的绝热定理和领先的非绝热修正的驱动（Floquet）系统。这些修正有两个来源：（i）传统的来源于逐渐变化的Floquet哈密顿量和（ii）来源于改变微动算子的修正。这些修正共同给予霍尔型线性响应的非频闪（时间平均）的可观测量允许一个测量的Berry曲率和陈数相关的Floquet哈密顿量，从而将这些概念扩展到磁驱动的多体系统。非零的Floquet Chern数允许实现无噪声能量泵，其中可以以驱动频率的离散单位向系统动态地添加能量。我们讨论了Floquet绝热微扰理论（FAPT）的有效性，使用五种不同的模型，包括线性和非线性的少和多粒子系统。我们认为，在相互作用的系统中，即使在稳定的高频制度，FAPT打破了超慢的斜坡率，由于避免交叉的光子共振，而不是捕获的逆频率扩展，导致一个反直觉的更强的加热在较慢的斜坡率。然而，在斜坡率的大窗口被证明存在的相互作用的驱动系统的物理是很好地捕捉FAPT。
2017-07-25 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Floquet Exceptional Topological Insulator
本文提出通过 Floquet 工程在非厄米系统中实现 Floquet 异常拓扑绝缘体，揭示光诱导下体点能隙承载表面态、量子异常及动量切片中的非厄米趋肤效应。
2023-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Topological classification of quasi-periodically driven quantum systems
由$n_\mathrm{f}$无公度基频驱动的几个能级量子系统在$n_\mathrm{f}$空间维度上表现出非相互作用现象的时间模拟，这是Floquet理论在频率空间中推广的结果。我们将$n_\mathrm{f}=2$的频率晶格模型的基本解组织成一个准能量能带结构，并表明每个带被归类为一个整数陈数。在平凡类中，所有带的Chern数为零，准周期动力学性质类似于Floquet动力学。具有非零Chern带的拓扑类具有戏剧性的动力学特征，包括从一个驱动器到另一个驱动器的能量泵送、对初始条件的混沌对初始条件的敏感性以及期望值的非周期时间动力学。然而，拓扑类是不稳定的通用扰动，由于准确的准能谱中的水平交叉。然而，使用的情况下，在一个准周期性变化的磁场的自旋研究，我们表明，拓扑类可以实现在低频率作为一个预热阶段，并在有限的频率使用反非绝热工具。
2018-08-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Floquet-engineered quantum state manipulation in a noisy qubit
绝热演化是一种常用的量子态操纵策略，已被广泛应用于量子模拟、计算和退火等领域。然而，绝热演化本质上是缓慢的，因此容易受到退相干的影响。现有的加速绝热演化的方法需要复杂的多体算子，或者难以构造多能级系统。利用Floquet工程的工具，我们设计了一个高保真度的量子态操纵方案，只利用原始哈密顿量中可用的相互作用。我们将这种方法应用于量子比特，并通过金刚石中氮空位中心的电子自旋实验证明了它的性能。我们的Floquet设计协议实现了$0.994 \pm 0.004$的状态准备保真度，与传统快进协议处于同一水平，但对作用于量子位的外部噪声更具鲁棒性。Floquet工程为在复杂和有噪声的量子系统中进行高保真量子态操纵提供了一个强大的平台。
2018-11-24 cond-mat.other quant-ph
Two-dimensional quantum walk with non-Hermitian skin effects
我们构建了一个二维的，离散时间的量子行走，在开边界条件下表现出非厄米趋肤效应。作为非厄米体边界对应的确认，我们表明，拓扑边缘状态的出现是一致的Floquet缠绕数使用非布洛赫带理论调用时间依赖的广义比卢因区计算。此外，与准能带相关的非布洛赫拓扑不变量被实空间中的非厄米特局部陈标记捕获，通过非酉Floquet算子的局部双正交本征波函数定义。我们的工作将刺激进一步的研究非厄米特Floquet拓扑相位的趋肤效应发挥了关键作用。
2021-03-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Wave packet dynamics and edge transport in anomalous Floquet topological phases
本研究探讨了周期性调制蜂窝晶格中反常Floquet拓扑相的波包动力学与边缘输运，发现其能比Haldane相产生更稳健的手性边缘运动，为超冷量子气体提供了多功能工具。
2023-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Occupation-selective topological pumping from Floquet gauge fields
Dalian University of Technology（大连理工大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
本文研究了在密度依赖的跃迁中，通过动态职业条件变量促进隧穿，导致职业选择性拓扑泵浦。两体束缚态获得不同于单粒子的陈数，并在单粒子泵为平凡时表现出量化传输，包括反向传播响应。
2026-03-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Topological properties of quantum periodic Hamiltonians
我们考虑环面相空间上的周期量子哈密顿（类哈珀哈密顿）。我们计算了拓扑Chern指数，它表征了一般情况下的每个谱带。这种计算是由一个半经典的方法与准模式的使用。结果表明，当带的Floquet参数（θ）变化时，Chern指数等于这些准模在相空间上的路径的同伦。有趣的是，定义为拓扑量子数的Chern指数可以由经典轨道的简单性质表示。
1999-10-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological Landau-Zener Bloch Oscillations in Photonic Floquet Lieb Lattices
Lieb晶格具有在基础物理学和实际应用中引起普遍兴趣的有趣性质。本文研究了光子Floquet Lieb晶格中的Landau-Zener Bloch拓扑振荡，在该晶格中构造了二聚螺旋波导，通过Floquet机制实现了自旋-轨道相互作用的合成，从而研究了从平凡能隙到非平凡能隙的拓扑转变对振荡的影响.在Lieb晶格的局域对称性的支持下，平坦带的紧定域态通过拓扑不变量和Chern数与其它带关联，并参与Bloch振荡过程中的Landau-Zener跃迁.重要的是，拓扑转变后的非平凡几何相位将被考虑用于波函数的相长干涉和相消干涉。连续介质的数值计算结果与理论紧束缚模型的计算结果吻合较好。我们的研究结果提供了一个持续的努力，以实现设计的量子材料与定制的性能。
2017-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Floquet Engineering with Particle Swarm Optimization: Maximizing Topological Invariants
通过周期性驱动来设计具有很大拓扑不变量的拓扑相位具有重要的理论和实验意义。正如这项工作所倡导的那样，这种Floquet工程可以通过群智能家族的粒子群优化（PSO）技术优雅地实现。传统的基于梯度的优化方法不适合直接优化拓扑不变量作为整数，高效的PSO路由产生新的承诺，在搜索奇异的拓扑相位，需要有限的物理资源。我们的研究结果是特别及时的两个重要的见解，从文献中：低频驱动可能是有益的，在创建大型拓扑不变量，但一个开放式的低频驱动往往会导致剧烈波动，在所获得的拓扑不变量。事实上，使用一个简单的连续驱动的哈珀模型与三个准能带，我们表明，Floquet带陈数可以享受许多倍的增长相比，使用一个简单的谐波驱动的同一时期，而不需要更多的能源成本的驱动领域。它也被发现，由此产生的Floquet绝缘体带仍然是良好的间隙，与最大化的拓扑不变量与物理观测无间隙泵浦协议。在开边界条件下出现的许多边缘模式也与体-边缘对应一致。我们的研究结果预计将是非常有用的Floquet拓扑物质的许多不同类型的拓扑不变量的优化。
2019-10-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Noise resilience of two-dimensional Floquet topological phases
Institute for Theoretical Solid State Physics, IFW Dresden（德累斯顿工业大学理论固体物理研究所）；Cluster of excellence ct. qmat（ct. qmat 卓越集群）；Kipu Quantum GmbH（Kipu Quantum 有限公司）；Department of Physics, Lehigh University（利哈伊大学物理系）；Department of Physics and Astronomy, University of Delaware（特拉华大学物理与天文学系）；Institute for Theoretical Physics, University of Innsbruck（因斯布鲁克大学理论物理研究所）
该研究探究噪声对二维Floquet拓扑相的影响，发现其对时序噪声具鲁棒性，边缘模和体模分别呈不同衰减规律，为其在含无序和退相干的实验场景中的应用提供依据。
2025-09-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological two-dimensional Floquet lattice on a single superconducting qubit
先前的理论和实验研究表明，目前的NISQ器件构成了模拟量子模拟的强大平台。通过最先进的量子计算机提供的精致控制水平，我们证明了人们可以更进一步并实现广泛的Floquet Hamilton，或一般的时间相关Hamilton。然后，我们在IBM Quantum Experience中实现了这些模型的单量子位版本，并通过实验实现了Bernevig-Hughes-Zhang Chern绝缘体的时间版本。从我们的数据中，我们可以推断存在的拓扑转换，从而实现了早期的建议，拓扑频率转换的马丁，Refael和Halperin。我们的研究强调了通过量子计算机的多频驱动研究多体系统时的承诺和局限性。
2021-03-25 quant-ph
Dynamical characterization of Weyl nodes in Floquet Weyl semimetal phases
由于对非平衡态拓扑物质的研究，现在人们已经认识到，一些用于分类物质平衡态的拓扑不变量不足以描述它们的非平衡态对应物。事实上，在Floquet系统中，由准能布里渊区的周期性产生的额外间隙通常会导致独特的拓扑现象，而没有平衡类似物。在Floquet Weyl半金属中，Weyl点可以在准能零和$π/T$（$T$是驱动周期）处诱导，并且这两种类型的Weyl点在动量空间中可以非常接近。由于它们的动量空间接近性，每个外尔点的手征性可能在理论和实验中都很难表征，从而使确定系统的整体拓扑结构变得具有挑战性。在这项工作中，受Floquet Chern绝缘体中动力学缠绕数的构造的启发，我们提出了一个能够表征和区分不同准能量值的Weyl点的动力学不变量，从而在Floquet Weyl半金属的拓扑表征方面又前进了一步。为了证明这样一个动力学拓扑不变量的有用性，我们考虑了一个变种的周期性踢哈珀模型（Floquet拓扑相位的研究中的第一个模型），表现出许多外尔点，外尔点的数量无限上升与一些系统参数的强度。此外，我们研究了与Weyl点相关的两端输运特征。理论研究结果为实验探索某些看似简单的Floquet半金属系统的丰富拓扑能带结构铺平了道路。
2021-03-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Predicting Large-Chern-Number Phases in a Shaken Optical Dice Lattice
对于量子反常霍尔效应（QAHE），拓扑非平凡大陈数相位的检测是一个有趣的课题。受Floquet拓扑相位研究的启发，本研究提出了一种周期性驱动协议，利用QAHE来设计大Chern数相位。本文研究了二维光学骰子晶格中无自旋的超冷费米子原子，该光学骰子晶格具有最近邻跳跃和$Λ$ /V型亚晶格势，且受到圆形驱动力的作用.结果表明，存在大陈数相，其陈数等于$C=-2$，这与边缘态能谱一致。
2020-01-29 cond-mat.str-el quant-ph
Topological frequency conversion in strongly driven quantum systems
当一个物理系统受到强的外部多频驱动时，它的动力学可以方便地用多维Floquet格表示。Floquet晶格维度的数量等于{ \em无理}相关驱动频率的数量，并且响应于内置有效“电”场而发生演变，其分量与相应的驱动频率成比例。映射允许工程师和研究许多真实空间现象的时间模拟。在这里，我们专注于一个具体的例子，在两个频率驱动下，诱导拓扑非平凡的能带结构在二维Floquet空间的两个能级系统。这种构造的可观察结果是在具有频率$ω_1$和$ω_2$的源之间的能量的量化泵浦。当系统被初始化为具有陈数$C$的Floquet带时，泵浦以$P_{12} = -P_{21}= (C/2π)\hbar ω_1ω_2$的速率发生，这是常规拓扑绝缘体中横向电流的精确对应物。
2016-12-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dissipation-assisted preparation of Floquet-Laughlin states in superconducting circuits
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）
本文通过量子浴工程设计驱动耗散协议，在超导电路实现Floquet-Harper-Hofstadter-Hubbard模型的FCI基态稳定化，并数值展示了分数量子霍尔特征的检测。
2026-05-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Measuring quantized circular dichroism in ultracold topological matter
二维材料的拓扑结构传统上通过霍尔电导的量子化来表现，这在输运测量中被揭示。最近，有人预测，拓扑结构也可以引起一个量化的光谱响应后，陈省身绝缘体进行圆形驱动器：比较频率积分耗尽率与驱动器的相反方向导致一个量化的响应所规定的拓扑陈省身数的人口布洛赫带。在这里，我们实验证明这种有趣的拓扑效应的第一次，使用超冷费米原子拓扑Floquet带。此外，我们的耗尽率测量还提供了第一个实验估计的Wannier扩散功能，布洛赫带的基本几何性质。我们的研究结果建立了拓扑光谱响应作为一个多功能的探针，它可以应用于访问的几何和拓扑结构的多体量子系统，如分数陈绝缘体。
2018-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Controlled Floquet Dynamics and Topological Bound States in Continuum via Colored Quantum Random Walks
本研究基于二维有色量子随机行走框架，利用SU(3)群表示与颜色自由度，无需外驱动即可实现可控Floquet态与色散型连续谱拓扑束缚态，为相关拓扑量子态研究提供新平台。
2025-03-21 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Dissipative Floquet engineering of gapped many-body phases using thermal baths
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）
本文提出一种耗散策略，通过耦合驱动系统到热浴，抑制Floquet加热并引导系统进入非平衡稳态，实现有能隙的有效基态。
2026-09-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Geometric Tensor in the Wild: Resolving Stokes Phenomena via Floquet-Monodromy Spectroscopy
State Key Laboratory for Precision Spectroscopy, ECNU（华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室）；University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）
通过Floquet-单值谱学解决Stokes现象，揭示非微扰物理的拓扑分类方法。
2025-12-23 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Floquet dynamical quantum phase transition in the extended XY model: nonadiabatic to adiabatic topological transition
研究了周期含时扩展XY模型中纯态和混合态Floquet动力学量子相变（DQPT）.我们精确地证明了所提出的相互作用自旋的Floquet哈密顿量可以表示为由有效的含时磁场施加的非相互作用准自旋的和（Schwinger-Rabi模型）。计算的Chern数表明存在从非绝热到绝热的拓扑转变。在绝热状态下，准自旋跟踪随时间变化的有效磁场，然后在自旋向上和自旋向下状态之间振荡。而在非绝热区，准自旋不能跟随随时间变化的有效磁场而感受到平均磁场。我们找到了准自旋经历绝热循环过程的驱动频率范围。此外，我们还得到了该Floquet系统的Loscherton振幅和广义Loscherton振幅的精确表达式。结果表明，当系统演化时，无论是纯态还是混合态都发生了动态相变。换句话说，Floquet DQPT出现所需的最小驱动频率等于从非绝热状态转变到绝热状态所需的阈值频率。
2020-09-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con quant-ph
Converting $PT$-Symmetric Topological Classes by Floquet Engineering
Key Laboratory of Quantum Theory and Applications of Ministry of Education, Lanzhou Center for Theoretical Physics, Gansu Provincial Research Center for Basic Disciplines of Quantum Physics, Key Laboratory of Theoretical Physics of Gansu Province, Lanzhou University（兰州大学）
本研究提出利用Floquet工程通过周期驱动诱导$\mathbb{Z}_2$规范破坏，实现$PT$对称拓扑类间相互转换，产生共存奇异拓扑相，无需改变对称性，为多功能量子器件提供指导。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Floquet dynamical chiral spin liquid at finite frequency
Laboratoire de Physique Théorique, C.N.R.S. and Université de Toulouse（图卢兹大学理论物理实验室）；Laboratoire Kastler Brossel, Collège de France, CNRS, ENS-Université PSL, Sorbonne Université（巴黎高等师范学院-PSL大学索邦大学卡斯勒-布罗塞尔实验室）；Center for Nonlinear Phenomena and Complex Systems, Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学非线性现象与复杂系统中心）
该研究通过有限频率下的Floquet调制，在正方形晶格上稳定了动态手性自旋液体，并揭示了其拓扑性质与张量规范对称性的关联。
2024-09-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Quantized Adiabatic Transport in Momentum Space
虽然已知能带的拓扑方面在固态系统中的量子输运中起关键作用，但是Floquet能带拓扑对动量空间中的输运的影响（即，加速），目前还没有研究过。利用受现有冷原子实验启发的棘轮加速器模型，利用Chern数刻画了一维受驱动量子系统的一类扩展Floquet带，揭示了其中的拓扑相变，并从理论上预言了动量空间中绝热输运的量子化.数值结果证实了我们的理论，并表明实验研究的可行性。
2012-06-21 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
