Quantized Nonlinear Thouless Pumping
在整数量子霍尔效应中观察到的急剧量子化的输运可以通过一个简单的一维模型来解释，该模型具有时间周期性的、随时间变化的电势，其中电子电荷从系统的一侧泵送到另一侧。这种所谓的“无源泵浦”利用降维的概念捕捉了量子霍尔效应的拓扑物理学：时变势在数学上映射到概念上的第二维中的动量坐标上。重要的是，这假设电子系统处于平衡状态并处于其基态，即具有低于费米能的均匀填充带。在这里，我们从理论上提出和实验证明量子化的非线性无源泵浦光子的频带，是断然不均匀占用。在我们的系统中，非线性通过孤子的形成和自发对称性破缺分岔对非线性输运起作用。量子化是因为在每个泵浦周期之后，以给定晶胞为中心的瞬时孤子解是相同的，直到平移不变性;这是一种完全不同于传统的费米子平衡无扰动泵浦的机制。我们的结果表明，非线性和粒子间相互作用可以诱导量子化的输运和拓扑行为，即使在线性极限没有。
2021-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Non-Abelian Thouless pumping in a Rice-Mele ladder
本文提出一种具有两个双重简并能带的Rice-Mele梯子模型，通过绝热操控晶格参数实现非阿贝尔Thouless泵浦，同时产生态位移和简并子空间内的几何幺正变换，并可用光学晶格冷原子系统进行实验验证。
2024-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Quasiperiodic Floquet-Thouless energy pump
最近的工作[M。H. Kolodrubetz等人，PRL 120，150601]已经证明，周期性驱动的一维费米子系统可以支持由第二参数的绝热调制产生的量化能量泵浦。在这项工作中，我们探索这种拓扑Floquet无源能量泵的准周期驱动制度的参数驱动发生在有限的频率。我们表明，量子化的能量泵持续有限的斜坡频率，只要他们是不相称的驱动频率，系统仍然本地化的空间无序。因此，拓扑Floquet-Less能量泵在绝热状态之外是稳定的，占据参数空间的有限区域。远离这些拓扑相的相变伴随着位置空间、光子数（能量）空间或两者中的离域。使用降维方案，我们证明了一个相关的相位可以实现由两个无公度模式驱动的腔量子比特系统。
2021-10-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observation of returning Thouless pumping
本文通过一维声学晶体与合成维度实现二维 delicate 拓扑绝缘体，首次实验观测到回返型 Thouless 泵浦及对称多胞 Wannier 函数，并建立亚布里渊区 Chern 数与边界模式的体-边界对应关系。
2025-05-11 cond-mat.mes-hall physics.class-ph
Interband coherence induced correction to Thouless pumping: possible observation in cold-atom systems
在无介质泵浦中，一维绝缘体中绝热循环的电荷输运被拓扑量子化。然而，对于非平衡初态，带间相干将导致一个以前未知的贡献无功泵浦。虽然本质上不是几何的，但这种贡献与泵送协议的时间尺度无关。在这项工作中，我们在一个已经可用的冷原子装置中对我们以前的发现[Phys. Rev. B 91，085420（2015）]进行了详细的分析。我们表明，初始状态与带间相干性可以通过淬火系统的哈密顿量。绝热泵浦后淬火系统，然后检查理论和数值计算，其中的带间相干性被证明发挥了重要作用，因此可以观察到实验。通过选择具有不同开启速度的绝热协议，我们还表明，带间相干性对绝热泵浦的贡献是可以调节的。进一步提出，带间相干引起的无色散泵浦校正可能有助于捕获拓扑相变点。我们所有的结果都有直接的实验意义。
2020-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Thouless pumping and topology
无源泵浦提供了量子系统中拓扑结构的最简单表现形式之一，并且在理论和实验上都吸引了很多最近的兴趣。自从1983年和1984年，牛永烈和牛文龙的开创性工作以来，人们认为泵浦电荷的量子化对弱无序是鲁棒的，但是相关态的局域化性质的明确表征，以及在存在相互作用或绝热近似的情况下量子化输运的崩溃，一直存在很长时间的争论。无源泵浦也是拓扑相位在磁驱动系统中出现的第一个例子。驱动系统可以表现出异国情调的拓扑相位没有任何静态的模拟，并已在费米和玻色子系统在不同的平台，从冷原子光子和凝聚态系统的许多最近的建议的主题。在这方面，这篇评论有两个目的：一方面，它作为一个基础，以了解的鲁棒性的拓扑结构的慢驱动系统本身;另一方面，它突出了丰富的属性的拓扑泵和它们的应用范围广泛，例如，在系统的合成尺寸或理解高阶拓扑相位。这些例子强调了拓扑抽运与快速发展的拓扑量子物质领域的相关性。
2022-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Thouless Pumping of Large Chern Numbers in Optical Floquet Quasicrystals
Peking University（北京大学）
本文提出在冷原子光学Floquet准晶中实现大陈数的方案，并通过Thouless泵浦直接测量，利用能隙标定定理表征陈数，揭示了输运特性与准能谱的联系。
2026-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Thouless pumping in a driven-dissipative Kerr resonator array
本文提出一种仅依赖非线性物理的Thouless泵浦，在驱动-耗散Kerr谐振子链中通过时空调制相互作用生成拓扑带，实现量子化输运，并发现相互作用诱导的拓扑相变。
2024-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Noise-assisted Thouless pump in elastically deformable molecular junctions
本文研究了一种由弹性\textit{deformable quantum dot}实现的无源泵浦，其质心服从非线性随机动力学。充分分析了噪声、非线性效应、耗散和与外部时间相关驱动的相互作用对泵浦电荷的影响。结果表明，量子抽运机制不仅不被力的涨落破坏，而且当激励信号的频率被调谐到振动模式的共振附近时，量子抽运机制变得更强。还研究了量子泵随温度变化的鲁棒性，发现当耦合到振动模式时，泵浦电荷呈指数衰减。我们的研究结果的纳米机电系统的影响进行了讨论。
2014-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.str-el
Observation of interaction-induced fast Thouless pumping of solitons
Shanxi University（山西大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Hebei Normal University（河北师范大学）
通过实验研究原子玻色-爱因斯坦凝聚体中周期性调制晶格上的Thouless泵浦，发现中等相互作用下物质波孤子的快速Thouless泵浦，突破了绝热条件的限制，实现了高频调制下的非绝热量子化泵浦。
2026-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas nlin.PS
Spin-incoherent Mott-Thouless pumps
University of Cologne（科隆大学）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
本文提出工作于高熵自旋非相干莫特态的莫特-索利斯泵，解析证明一类该泵因电荷处于与热自旋解耦的有能隙扇区而具指数保护的量化输运，另一类则因自旋激发产生电荷致输运崩溃，结果获数值模拟支持。
2026-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Realization of topological Thouless pumping in a synthetic Rydberg dimension
该研究利用铯原子里德伯态和射频场构建含时 Rice-Mele 合成链，实验实现非绝热条件下的拓扑 Thouless 泵浦，并获得最高 90% 的泵浦效率。
2024-06-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effects of Disorder On Thouless Pumping In Higher-Order Topological Insulators
研究了随机在位无序对BBH模型高阶Thouless泵浦的影响，发现强无序破坏量子化电荷输运，但周期性驱动产生的退局域化Floquet态可维持量子化输运，相变伴随Floquet态的退局域化-局域化转变。
2023-04-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Breakdown of topological Thouless pumping in the strongly interacting regime
本文从拓扑相保护的角度阐明了强相互作用系统中拓扑无源抽运的不稳定性机制。如果保护对称性的基本拓扑相位之间的非相互作用的费米子和玻色子系统的强耦合限制的变化，对称性保护参数强制间隙关闭，从而预测故障的拓扑泵。我们还表明，即使在弱相互作用的制度，散装拓扑泵浦仍然是强大的，相互作用的影响表现在边缘密度分布，导致一个独特的功能，在开放的边界条件下的泵。此外，上述结果的推广表明，一个相互作用诱导的Weyl半金属相的模拟可以实现在拓扑泵浦的设置。我们的结果提供了一个系统的理解拓扑泵对强相互作用，其中传统的微扰参数不能应用的稳定性。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Interactions enable Thouless pumping in a nonsliding lattice
本文在无滑动的动态超晶格双组分费米气体中观测到由强相互作用驱动的 Thouless 型电荷泵浦，证明粒子流方向性依赖相互作用，并揭示相互作用泵浦轨迹无法绝热连接到非相互作用极限。
2024-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Absence of disordered Thouless pumps at finite frequency
该研究探究无序与有限频率的共同作用对Thouless泵的影响，揭示非绝热跃迁导致泵浦速率指数级慢衰减，预测了绝热极限下临界无序强度处的泵浦速率标度，结果可在超冷原子与光子平台实验验证。
2024-02-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Quantized Topological Anderson-Thouless Pump
提出由无序诱导的拓扑 Anderson-Thouless 泵（TATP），揭示无序通过偏移无能隙临界点在非相互作用与相互作用系统中诱导量子化输运，并扩展至高阶拓扑系统。
2022-08-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Floquet-Anderson localization in the Thouless pump and how to avoid it
本研究通过数值模拟探讨了周期性驱动的Rice-Mele模型中无序对Thouless泵导电性的影响，发现在有限周期下增加系统尺寸会导致Floquet-Anderson局域化和泵崩溃，但在适当热力学极限下可避免局域化，临界指数依赖于无序强度。
2023-09-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Topological phase transitions of Thouless charge pumping realized in helical organic molecules with long-range hoppings
最近的研究表明，螺旋有机分子，如DNA和$α$ -螺旋蛋白质，可以表现为无源量子泵时，旋转电场施加垂直于他们的螺旋轴。在这里，我们调查的影响，这种拓扑泵浦电子在单螺旋有机分子的长程跳跃。在长程跳跃随衰变指数$μ$变化的情况下，我们发现分子能带结构中的能隙在衰变指数的临界值$μ_c$处关闭，当$μ$偏离$μ_c$时重新打开.在强（$μ<μ_c$）和弱（$μ>μ_c$）长程跳跃区，泵浦周期中的相关体带获得不同的陈数，并在临界处发生突变。这种拓扑相变也被证明是分开的两个不同的行为的中间带隙端态的泵浦过程中。端态携带由旋转电场泵浦的量子化电流，并且电流通过在间隙上扫描费米能量而形成平台。在强跳变阶段，量子化电流平台为正，在弱跳变阶段，量子化电流平台反转为幅度较小的负平台。然而，由于分子的有限尺寸，反转是平滑的交叉，而不是急剧的过渡。我们表明，这些传输特性的拓扑相变也可以观察到在有限的温度。
2020-06-24 cond-mat.mes-hall
Thouless pumps and universal geometry-induced drift velocity in multi-sliding quasi-periodic lattices
本文提出了一种通用框架，用于研究多滑动准周期晶格中的托勒密泵，揭示了拓扑漂移与准布里渊区几何之间的普遍关系，并通过模拟验证了其有效性。
2025-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Interaction-induced topological bound states and Thouless pumping in a one-dimensional optical lattice
研究了一维态相关光晶格中自旋1 2粒子相互作用的拓扑特征。由于共平移对称性，我们引入质心Zak相位的帮助下的质心动量。通过调节两个不同自旋态的粒子之间的相互作用强度和跳跃强度，可以得到由两个不同自旋态的粒子组成的拓扑束缚态。在对称开边界条件下，由于束缚态带的非平凡质心Zak相的存在，出现了拓扑边缘束缚态，而质心Zak相又受到质心反演对称性的保护.相互作用在拓扑束缚态的出现中起着至关重要的作用，如果相互作用被关闭，系统将变得完全平凡。通过周期性地调节跳跃强度和相互作用强度，我们展示了如何实现束缚态的拓扑无偏泵浦，其中质心的量子化位移可以用非平凡的质心陈氏数来描述。
2020-01-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological Thouless pumping in arrays of coupled spin chains
无源泵浦是一种通过动态调制哈密顿量来实现粒子拓扑保护输运的机制。输运电流是与整数量子霍尔效应密切相关的拓扑不变量。以前的工作主要集中在线性和正方形格子的拓扑泵浦。在这项工作中，我们从理论上提出了一种机制来执行拓扑泵在具有复杂几何形状的自旋链阵列。为了实现这一点，我们考虑一个阵列，其中自旋链通过它们的边缘耦合，这允许分裂的人口在不同的自旋链中产生自旋激发的叠加。我们发现，由于拓扑保护，量子叠加可以通过阵列传输对抗无序的影响。这种方法将为传输激发态和相关态开辟一条新的途径，在量子技术和信息处理中具有潜在的应用。我们的想法可以在最先进的量子模拟器中实现，如冷原子和超导量子比特阵列。
2022-04-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Nonlinearity-induced Fractional Thouless Pumping of Solitons
Tsinghua University（清华大学）；Shanghai University（上海大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
研究揭示非线性 Aubry-André-Harper 模型中孤子分数 Thouless 泵浦现象，即使线性哈密顿量能带拓扑平凡，非线性可诱导分数泵浦。
2025-02-10 cond-mat.mes-hall nlin.PS physics.optics
Quantized transport of solitons in nonlinear Thouless pumps: From Wannier drags to ultracold topological mixtures
合成晶格系统的最新进展为拓扑物质的新探索打开了大门。特别是，光子器件和超冷物质波提供了独特的可能性，研究拓扑能带结构和可调非线性之间的丰富的相互作用。在这个新兴的非线性拓扑物理学领域，最近的一项实验揭示了在驱动无泵浦序列时局部非线性激发（孤子）的量子化运动;报告的观察结果表明，孤子的量子化位移由它们发出的能带的陈数决定。在这项工作中，我们阐明了这个有趣的非线性拓扑效应的起源，通过显示孤子的运动是由量子化位移的Wannier函数。我们的一般理论方法，充分阐明了陈数在孤子泵中的核心作用，提供了一个严格的框架来描述在广泛的一类物理系统中的非线性激发的拓扑传输。利用这种跨学科性，我们引入了一个相互作用引起的拓扑泵的超冷原子混合物，杂质原子的孤子经历一个量子化的漂移，从真正的相互作用过程与他们的环境。
2022-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas nlin.PS
Trimer Thouless Pump: Topology, Symmetries, and Multigap Structure
Jadavpur University（贾达普大学）
本研究提出三聚体索利斯泵（TTP），作为两带拓扑泵浦的三带推广，揭示其多隙拓扑输运特性，阐明中间能带的几何媒介作用，并给出超冷原子实验实现方案。
2026-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Lasing from Thouless Pumping in Bilayer Photonic Crystal
Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Chemistry Faculty (UPV/EHU)（巴斯克大学化学学院）；Brown University（布朗大学）；Institute for Basic Science (IBS)（韩国基础科学研究院）；Universität Siegen（锡根大学）；Ecole Centrale de Lyon（里昂中央理工学院）；INSA Lyon（里昂国立应用科学学院）；Université Claude Bernard Lyon 1（里昂第一大学）；CPE Lyon（里昂国家高等化工、物理、生物学院）；CNRS（法国国家科学研究中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯科奎，巴斯克科学基金会）
本研究通过双层光子晶体中的Thouless泵浦机制，实现了动态可重构的拓扑激光，展示了可调纳米光源的潜力。
2026-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
$\mathbb{Z}_{2}$ Spin Hopf Insulator: Helical Hinge States and Returning Thouless Pump
本文提出自旋 Hopf 绝缘体，通过引入粒子-空穴与空间反演对称性稳定表面的 Kane-Mele $\Z_2$ 拓扑，保护无能隙螺旋铰链态，并在四重旋转对称下实现返回式 Thouless 泵浦。
2023-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin and Orbital Angular Momentum Polarization in Thouless Topological Charge Pumping
研究揭示了拓扑电荷泵中自旋与轨道角动量极化的生成机制及其在手性导线中的作用。
2025-12-24 cond-mat.mes-hall
Two-Dimensional Thouless Pumping of Ultracold Fermions in Obliquely Introduced Optical Superlattice
我们提出了一个二维（2D）版本的无源泵浦，可以通过使用超冷原子在光晶格中实现。具体地说，我们考虑了一个二维正方形晶格紧束缚模型，其中斜引入了一个超晶格。它表明，量子化的粒子输运发生在这个系统中，并表示为一个丢番图方程的解决方案。这种拓扑性质可以通过将哈密顿映射到具有均匀磁场的三维（3D）立方晶格模型来理解。我们还提出了一个倾斜引入超晶格的连续介质模型，并通过计算Berry曲率得到了泵浦量。对于这个模型，同样的丢番图方程可以从平面波近似导出。此外，我们通过求解含时薛定谔方程研究了谐波陷阱的作用。在冷原子实验中经常使用的谐波势阱下，我们通过数值模拟表明，当超晶格势的相位以中等速度驱动时，会发生近量子化的泵浦。此外，我们发现，两个区域出现，霍夫斯塔德区和整流区，取决于调制幅度的超晶格势。在具有较大调制幅度的整流区中，我们发现泵浦方向被严格限制在$x$轴或$y$轴方向。这两个区域中的这种差异导致交叉行为，表征谐波陷波器的效果。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Fractional Thouless pumping of solitons: a unique manifestation of bulk-edge correspondence of nonlinear eigenvalue problems
本研究通过扩展 Rice-Mele 模型，首次展示孤子分数 Thouless 泵浦作为非线性本征值问题体边对应的独特体现，揭示次近邻耦合可诱导分数拓扑相，为拓扑绝缘体设计提供新见解。
2025-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Dynamically Robust Counterdiabatic Topological Pumping
University of Maryland（马里兰大学）；Institute for Physical Science and Technology, University of Maryland（马里兰大学物理科学与技术研究院）；Condensed Matter Theory Center, Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学物理系凝聚态理论中心）
本研究将反绝热驱动的绝热捷径方法应用于Rice-Mele模型，推导了近邻反绝热哈密顿量，实现了鲁棒量子化的有限时间拓扑泵浦，兼具抗无序与噪声的特性。
2026-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Nonreciprocity Induced Fractional Nonlinear Thouless Pumping
Zhejiang Normal University（浙江师范大学）
本文研究了非厄米特和非线性里希-梅尔模型中的非线性托尔塞斯泵浦，揭示了非厄米特参数如何诱导分数拓扑相，即使在传统线性方法预测的量化拓扑不变量存在的情况下。
2026-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas nlin.PS
Topological transport of a classical droplet in a lattice of time
本研究针对时间晶体是否存在对应Thouless泵的问题，利用合成时间维度在经典时间晶体的时间晶格中实现液滴的拓扑输运并测得拓扑指数，规避了量子隧穿，确立了时间维度拓扑泵浦并拓展时间晶体应用方向。
2024-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Thouless quantum walks in topological flat bands
本文提出利用非阿贝尔 Thouless 泵浦在简并拓扑平带中构造一维离散时间量子行走，通过完整硬币与位移算子编码拓扑几何性质，并揭示类 Weyl 动力学及宇称、时间反演对称性破缺的联系。
2025-10-20 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Experimental Demonstration of Dynamic Topological Pumping Across Incommensurate Bilayered Acoustic Metamaterials
无泵浦可以看作是整数量子霍尔效应的动力学形式。在有限尺寸的配置中，这种拓扑泵浦显示边缘模式，这些模式动态地从一个体带出现并潜入相对的体带，这种效果可以用量子和经典系统再现。在这里，我们报告的第一个非辅助的动态能量转移的超材料，通过泵浦这样的拓扑边缘模式。该系统是一个拓扑非周期性的声学晶体，具有一个相位子，可以快速和周期性地驱动在绝热循环。当超材料的一个边缘在拓扑禁止的频率范围内被激发时，放置在另一个边缘的麦克风开始拾取信号，只要泵送过程开始。相比之下，当禁止的频率范围是非拓扑的时，麦克风不拾取信号。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Theory of charge and spin pumping in atomic-scale spiral magnets
该研究在微观量子模型下探究原子尺度螺旋磁体的电荷与自旋泵浦效应，揭示电荷电流与混合动量-相子贝里相位的关联及近量子化特性，还分析了非绝热性、接触类型和无序对输运的影响。
2022-01-14 cond-mat.mes-hall
Dimensional crossover of the integer quantum Hall plateau transition and disordered topological pumping
研究了矩形环面上的量子霍尔坪跃迁。随着环的纵横比的增加，二维临界行为，其特征在于在一个临界能量周围的消失的能量窗口中的拓扑状态的亚热力学数，急剧变化。在薄环面极限下，整个谱是安德森定域的;然而，大量的状态保持陈数$C\neq 0$。我们解决了这个明显的悖论映射薄环面量子霍尔系统到一个无序的无源泵浦，其中的陈数对应于一个电子的路径在真实空间中的一个泵周期的缠绕数。然后，我们定量表征大，但有限的纵横比，其中平均无水电导也表现出异常缩放的一维和二维制度之间的交叉。
2020-02-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Hall conductivity pump
本文将Thouless电荷泵概念推广到三维，构造了一个拓扑不变量来度量霍尔电导在三维材料二维边界间的泵送。
2023-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Topological charge pumping in twisted bilayer graphene
当费米能级位于其中一个小间隙中时，\moire超晶格两层之间的滑动运动产生电流，实现了二维拓扑无源泵浦.有趣的是，手性电荷泵，即由滑动运动引起的横向电流，在扭曲的同质双层中是可能的。通过对扭曲双层石墨烯中绝热电流的具体计算，证实了这一结果。我们的工作揭示了\moire超晶格特有的机械运动和电之间的有趣联系，并可能在纳米发电机和纳米电动机中找到应用。
2019-10-28 cond-mat.mes-hall
Transport and Dissipation in Quantum Pumps
本文研究量子泵中的绝热输运。“能量位移”的概念，一个自伴算子对偶的维格纳时间延迟，在我们的方法中起着作用：它决定了量子泵中的电流，耗散，噪声和熵流。我们讨论了绝热输运的几何和拓扑内容，并表明，在量子泵中，陈数必然为零的情况下，不可能实现通过陈数量子化输运的无源和牛的机制。
2003-05-23 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
A topological quantum pump in serpentine-shaped semiconducting narrow channels
我们提出并从理论上分析了一个一维的固态电子设置，作为一个拓扑电荷泵在完全没有叠加振荡本地电压。该系统由一个半导体窄通道与强大的Rashba自旋轨道相互作用图案中尺度蛇形形状。一个旋转的平面磁场作为外部交流扰动，并与Rashba自旋轨道相互作用，这是调制的几何曲率的电子通道，以实现拓扑泵浦协议最初介绍了一个全新的方式。我们期望在我们的介观量子器件中精确泵浦电荷与量子精密测量目的相关。
2018-06-12 cond-mat.mes-hall
Topological power pumping in quantum circuits
在这篇文章中，我们开发了一个描述的拓扑泵作为慢经典动力学变量耦合的量子系统。我们讨论的情况下，量子霍尔泵，无刷泵，和最近的Floquet泵的频率转换器。这最后一种情况对应于我们关注的作用角变量所描述的经典模式之间的量子拓扑耦合。我们提出了一种实现这样的拓扑耦合器的基础上适当地由三个调制驱动器驱动的超导quutrit。详细的实验协议，允许测量的超导电路的不同模式之间的量子化拓扑功率传输进行了讨论。
2022-03-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological charge pumping in excitonic insulators
我们发现，在具有$s$波电子空穴配对的激子绝缘体中，外加电场（脉冲或静态）可以诱导$s$波分量的序参量，并进一步驱动它在$s+ip$平面内旋转，实现无源电荷泵。在一维空间中，每个旋转周期正好将两个电子泵过样品。高维系统可以看作是动量空间中的一维链的堆叠，其中每个穿过费米面的链都贡献了一个电荷泵的通道。物理超越绝热极限，特别是包括耗散效应进行了讨论。
2021-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum charge pumping and electric polarization in Anderson insulators
研究了一维无序系统在开边界和闭边界条件下的绝热电荷泵。与无隙电荷泵相反，即使所有的态都是局域的，系统也没有带隙，即，本地化强。电荷泵可以通过在哈密顿量的二维参数空间中构造一个循环来实现。这是因为在参数空间中存在许多具有随机强度的$δ$ -函数类通量，与纯情况下的单个$δ$ -函数形成鲜明对比。这提供了一种新的和更有效的电荷泵浦和极化方式。
2007-01-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Diophantine equation for the Rice-Mele model: Topological aspect of filling numbers and associated spatial pump
我们将长周期一般空间调制引入到一个典型的无源泵浦模型，即Rice-Mele（RM）模型中，来研究量子场论中费米子电荷的晶格模拟。推导了费米子电荷与泵浦电荷之间的丢番图方程，并由此导出了量子霍尔效应中Streda公式的一维近似。该公式意味着空间调制的周期性的绝热变化产生空间电荷泵，使得与最左边的电荷相比，最右边的电荷通过陈数被泵送到右边。这导致费米子链的长度发生整数变化，从而提供了在一维系统中直接测量斯特雷达公式的机会。
2021-08-06 cond-mat.mes-hall
Topological pumping of photons in nonlinear resonator arrays
我们展示了如何在一维非线性谐振器阵列中实现相互作用光子的拓扑泵浦或无泵浦，通过简单地在空间和时间上周期性地调制谐振器的频率。相互作用和绝热调制之间的相互作用，使强大的传输Fock状态与每个站点的几个光子。我们通过一个有效的解析模型分析了传输机制，并研究了它的拓扑性质和对噪声的保护。最后，我们与现有的电路QED架构的实现进行了详细的研究。
2016-07-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Adiabatic quantum motors
当参数周期性变化时，电荷可以在没有外加偏压的情况下通过介观导体被泵送。在这里，我们考虑的逆效应，其中的传输电流驱动的绝热自由度的周期性变化。这为绝热量子马达提供了一般的工作原理，为此我们开发了一个全面的理论。我们将每个周期在电机自由度上执行的工作与底层量子泵的特性相关联，并讨论电机的效率。基于混沌量子点的量子马达仅由于量子干涉而运行，基于无源泵浦的马达具有理想的效率。
2013-04-17 cond-mat.mes-hall
Quantized nonlinear kink movement through topological boundary state instabilities
本文研究非线性二聚体链中扭结的量子化输运，揭示其由拓扑边界态失稳驱动，行为类似拓扑棘轮而非传统Thouless泵浦，并通过多泵浦参数实现对扭结和孤子轨迹的精细控制。
2025-08-16 cond-mat.mes-hall nlin.PS physics.optics
An interacting adiabatic quantum motor
我们提出了一个绝热量子马达的场论处理。我们明确地讨论了一种称为无刷电机的电机，它是基于反向运行的无刷泵。当滑动周期电位被认为是电动机的自由度时，施加到电子通道的偏置电压使电动机运动。我们研究了一种无刷电机，其电子通道被建模为Luttinger液体。相互作用增加了周期性电势打开的间隙。对于无限大的Luttinger液体，电子-电子相互作用增强了耦合引起的摩擦。当LL最终耦合到费米液体水库，耗散减少到其值为一个恒定的电机速度的非相互作用的电子系统。我们的研究结果也可以应用到基于纳米磁体耦合到量子自旋霍尔边缘的电机。
2017-12-13 cond-mat.mes-hall
Topological sound pumping of zero-dimensional bound states
拓扑相位激发了声、光和物质工程的前所未有的能力，最近的进展表明，波不仅局限于拓扑不同的绝缘体之间的界面，而且以零维非传播状态的形式束缚在缺陷或角落。最近在人造的凯库莱织构晶格中观察到了马约拉纳类束缚态。在这里，我们展示了如何声学版本的相关Jackiw-Rossi涡体现了一个无干扰的泵浦过程，其中的光谱流的角落状态示意性地合并所述的马约拉纳状态。此外，我们还讨论了凯库勒涡旋的手征性如何映射到由空间分离的声波热点组成的二维量子霍尔系统中。我们预见，我们的研究结果应该提供新颖的异国情调的工具，使当代控制声音。
2020-04-24 cond-mat.mes-hall physics.class-ph
Higher-order topological pumping and its observation in photonic lattices
在周期性结构的绝热泵浦循环中粒子输运的量子化的发现[Phys.Rev.B27，6083（1983）]将陈数（一种表征二维电子气中量子霍尔效应的拓扑不变量）与一维动力学周期系统的拓扑联系起来。在这里，我们展示了它的对应高阶拓扑。具体来说，我们表明，绝热周期在二维晶体中消失的偶极矩（因此零整体粒子输运），但可以拓扑非平凡的。这些周期与高阶拓扑结构相关，并且可以通过它们在某些超材料平台中产生角到角传输的能力来诊断。我们通过实验验证了角到角的传输与这种拓扑泵使用的光子波导阵列的间距和折射率的调制。通过将这里所展示的动力学现象从两个空间维度和一个时间维度映射到三个空间维度，我们的观测等价于在三维二阶拓扑绝缘体中对手征铰链态的观测。
2022-05-21 cond-mat.mes-hall
Bulk Pumping in 2D Topological Phases
拓扑相位中的拓扑（无）泵浦的概念传统上与Laughlin的泵浦参数相关联，用于二维（2D）量子霍尔系统中霍尔电导的量子化。它依赖于磁通量的变化，在Aharonov-Bohm效应的精神下，这些变化穿过感兴趣的系统而不穿透其主体。在这里，我们探索一个不同的范例拓扑泵浦诱导，而不是由磁通量的变化$δχ$插入通过大量的拓扑相位。我们表明，$δχ$一般控制拓扑泵的模拟，伴随着强大的物理现象。我们证明了这一概念的散装泵在两个典型类型的二维拓扑相位：整数和分数量子霍尔系统和拓扑超导体。我们表明，特别是，散装泵提供了一个统一的连接之间的看似不同的物理效应，如密度变化所描述的Streda公式在量子霍尔阶段，和分数约瑟夫森电流拓扑超导体。我们讨论了其他类型的拓扑相位的整体泵浦的推广。
2018-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Optimal control over the full counting statistics in a non-adiabatic pump
Universidade Federal Rio de Janeiro（里约热内卢联邦大学）；Université de Toulouse（图卢兹大学）
本文提出基于最优控制理论的方法，提升非绝热泵的粒子输运全计数统计性能，通过优化平均泵送速率并最小化噪声，展示了在量子点电子输运模型中控制电荷和自旋转移矩的灵活性。
2025-03-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Characterizing topological pumping of charges in exactly solvable Rice-Mele chains of the non-Hermitian variety
本文研究精确可解的非厄米 Rice-Mele 模型中的 Thouless 电荷泵浦，通过 BZ/GBZ 与 Chern 数比较双正交净位移，发现复本征值虚部强波动会破坏量子化。
2025-03-11 cond-mat.mes-hall hep-th physics.optics
