Chiral d-wave superfluid in periodically driven lattices
手征d波超流体是拓扑物质的一个初步例子，它内在地编码了相互作用效应。它表现出迷人的特性，包括体积中有限的陈数和拓扑保护的边缘状态，这些特性已经吸引了物理学家几十年。然而，与自然界中普遍存在的s波超流体不同，它的存在需要d波通道中的强相互作用，这是一个在普通系统中难以达到的标准。到目前为止，这种非常规的超流体还没有在实验中发现。在这里，我们提出了一个新的原则，创造一个二维手征d-波超流体使用周期性驱动的晶格。由于印记的二维赝自旋-轨道耦合，其中亚晶格指数作为赝自旋，两个超精细自旋态之间的s波相互作用自然产生手征d波超流体。这个方案还允许物理学家通过控制驱动场或粒子密度来研究拓扑上不同的s波和d波超流体之间的相变。
2015-05-15 cond-mat.quant-gas
Floquet edge states in a harmonically driven integer quantum Hall system
最近的理论工作的时间周期踢Hofstadter模型发现了强大的反向传播的边缘模式。目前还不清楚这种异常模式是如何普遍存在的，以及是什么决定了它们对无序的鲁棒性。在这里，我们进一步阐明这些模式的性质，通过分析一个简单的类型的周期性驱动，沿一个空间方向的跳跃是正弦调制的时间，而沿其他空间方向的跳跃保持不变。我们得到了当驱动频率$ω$和跳跃各向异性变化时，在1/3通量处的准能谱的相图。由于谐波驱动，出现了一系列具有反向传播边缘模式的拓扑不同的相位，类似于先前研究的周期性踢系统的情况。我们分析了位于同一边缘的一对Floquet边缘态的时间依赖性，并比较了它们在频域中的傅里叶分量。在小调制的限制下，该对内的Floquet边缘模式之一可以被视为最初存在于准能移动$\hbar ω$的另一个能隙中的边缘模式，即，通过吸收或发射频率为$ω$的“光子”。我们的结果表明，反向传播Floquet边缘模式是周期性驱动的整数量子霍尔系统的一般特征，并且不依赖于任何特定的驱动协议。它还表明，Floquet边缘模式将保持稳健的任何静态扰动，不破坏静态量子霍尔态的手征边缘模式。
2014-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Real-space detection and manipulation of topological edge modes with ultracold atoms
该研究利用超冷原子和可编程光学势在光学晶格中构建拓扑界面，实现并制备手性边缘模式，同时通过调控势阶研究其形成与群速度变化。
2023-04-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Topological Time Crystals
与空间晶体的形成类似，晶体结构也可以出现在时域中。虽然在空间晶体的情况下，我们经常会问在检测的时刻原子在空间中的周期性排列，但在时间晶体中，空间和时间的作用是交换的。也就是说，我们固定一个空间点，并询问在该点检测系统的概率密度是否在时间上表现为周期性。在这里，我们表明，在周期性驱动的系统中，有可能实现拓扑绝缘体，这可以及时观察到。体-边缘对应关系在时间上与边缘相关，其中边缘状态局部化。我们集中在两个例子：Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型和玻色Half绝缘体中出现的周期驱动多体系统动力学。
2019-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Topological index for periodically driven time-reversal invariant 2D systems
本文定义了一个新的$Z_2$值指数来刻画二维晶体在周期驱动下的时间反演对称性的拓扑性质。该指数与一段时间内演化算子的谱隙相关联。当存在两个这样的间隙时，具有间隙之间的本征值的本征态的Kane-Mele指数被恢复为间隙指数的差。这导致了一个表达式的凯恩-梅勒不变量的Wess-Zumino振幅。我们说明了新的指数的边缘状态在有限的几何形状的关系，通过数值求解一个明确的模型上的正方形晶格，周期性地驱动在一个时间反转不变的方式。
2015-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas math-ph
Topological characterization of periodically-driven quantum systems
物理系统的拓扑性质可以导致对微观细节不敏感的鲁棒行为。这种拓扑鲁棒现象不仅限于静态系统，也可以出现在驱动量子系统中。本文证明了周期驱动系统的Floquet算子可以划分为拓扑上不同的同伦类，并给出了Floquet算子谱的简单物理解释。利用这幅图，我们对量子化绝热泵浦这一著名现象有了直观的理解。Floquet算子属于平凡类的系统模拟由时间无关的哈密顿算子产生的动力学，其可以根据为静态系统开发的方案进行拓扑分类。我们证明了这些原则，通过一个例子，周期性驱动的二维六角晶格模型，具有几个拓扑阶段。值得注意的是，这些阶段之一支持手性边缘模式，即使大部分是拓扑平凡的。
2010-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Topological Origin of Floquet Thermalization in Periodically Driven Many-body Systems
本文通过Krylov complexity的视角研究了周期性驱动多体系统的热化问题，发现Krylov chain的拓扑性质决定了系统最终达到有限温度还是无限温度，并基于此提出了一种获取有效prethermal Hamiltonian的系统方法。
2024-04-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Asymptotic work statistics of periodically driven Ising chains
我们研究的工作统计的可积封闭量子系统，特别是解决的量子临界点的存在所发挥的作用。以一维横向伊辛模型为例，在空间均匀但频率为$ω_0$的周期性时变横向场的存在下，我们得到特征累积量生成函数$G(u)$，然后用它来计算功分布函数$P(W)$。通过应用Floquet理论，我们表明，在无限的时间限制，$P(W)$收敛，从初始基态开始，向渐近稳态值，其小$W$行为只取决于小波矢模式的属性和几个重要的成分：横向场的时间平均值$h_0$、初始横向场$h_{\rm i}$和平衡量子临界点$h_c$，我们发现，生成一个序列的非平衡临界点$h_{*l}=h_c+lω_0/2$，与$l$整数。当$h_{\rm i}\neq h_c$时，我们在完全由$h_{\rm i}$确定的阈值$W_{\rm th}=2|h_{\rm i}-h_c|$处发现$P(W)$中的“通用”边缘奇异性。奇点的形式-狄拉克δ导数或平方根-取决于$h_0$是否处于非平衡临界点$h_{*l}$。相反，当$h_{\rm i}=h_c$，$G(u)$衰减作为一个大的$u$的幂律，导致不同类型的边缘奇点在$W_{\rm th}=0$。将我们的计算推广到我们在有限温度密度矩阵中初始化系统的情况下，由周期性驱动产生的不可逆熵也示出在无限时间限制中达到稳态值。
2015-11-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Controllable Finite-Momenta Dynamical Quasicondensation in the Periodically Driven One-Dimensional Fermi-Hubbard Model
在哈伯德模型的强相互作用极限下，局域双占位形式的有效硬核玻色子激发，称为doublons，由于能量守恒而长寿命。利用含时密度矩阵重整化群，我们数值研究了一维空间中由空间受限带绝缘态突然膨胀引起的双光子动力学。通过分析多体状态内的自然轨道的占领标度，我们表明，doublons动态quascondensate在带边缘，与自发出现的eta-quascondensate一致。在此基础上，我们研究了在膨胀过程中周期性驱动系统的效果。Floquet分析表明，驱动力强烈地重整化了doublon-hopping和doublon-repulsion，破坏了哈伯德模型的eta-SU（2）对称性。对驱动膨胀动力学的数值模拟表明，驱动振幅可以控制双光子准凝聚态的动量。这些结果指出了工程非平衡凝聚体在费米冷原子实验的新途径，并可能相关的驱动固态系统。
2019-06-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Atomic quantum gases in periodically driven optical lattices
相干辐射形式的时间周期强迫是对单个原子等小量子系统进行相干操纵的标准工具。在过去的几年里，周期驱动也越来越多地被认为是多体系统相干控制的一种手段。特别是，超冷量子气体在光晶格中的实验受到周期性驱动，在较低的千赫制度已经吸引了很多的关注。其主要成就包括动态局域化的观测、玻色超流体和莫特绝缘体之间量子相变的动态控制、强人工磁场和拓扑能带结构的动态产生。本文综述了这些最近的实验和他们的理论描述。此外，周期性驱动的多体系统的基本性质进行了讨论的Floquet理论的框架内，包括加热，弛豫动力学，异常拓扑边缘状态，和缓慢的参数变化的响应。
2016-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Spin and topological order in a periodically driven spin chain
周期性驱动的量子伊辛链最近在Floquet工程的背景下吸引了大量的关注。除了常见的顺磁体和铁磁体，这种驱动模型可以引起新的拓扑相。在这项工作中，我们系统地探讨其量子相图，通过检查其Floquet基态的性质。我们特别专注于驱动协议的时间反演不变点，并证明存在无限数量的不同阶段。这些阶段分开的二阶量子相变，伴随着连续变化的本地和字符串序参量，以及突然变化的拓扑绕组数和保护边缘状态的数量。当这些相变中的一个被几何交叉时，与序参量相关联的相关器在示出Kibble-Zurek缩放的长度尺度上是非零的。在某些相位中，Floquet基态自发地破坏了哈密顿量的离散时间平移对称性。我们的研究结果提供了一个更好的理解拓扑阶段在周期性驱动的清洁可积模型。
2017-07-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Radical chiral Floquet phases in a periodically driven Kitaev model and beyond
时间周期驱动不仅作为一种方便的方法来工程有效的哈密顿，但也作为一种手段，以产生内在的动态阶段，不存在于静态极限。后者的一个最近的例子是2D手性Floquet（CF）相位，其表现出沿着一个方向泵浦量子信息的离散包的异常边缘动力学。在只有玻色子激发的非分数系统中，这种泵浦由一个动力学拓扑指数量化，该指数是一个有理数-突出了它与整数值不变的基本平衡手性相（例如量子霍尔系统）的差异。在这里，我们探讨CF阶段的系统与紧急任意子激发，具有分数统计（阿贝尔拓扑顺序）。尽管在这些系统中不存在可移动的非阿贝尔粒子，外部驱动可以提供能量来在边界周围泵送否则不移动的非阿贝尔缺陷（有时称为扭曲缺陷或genon），从而在每个驱动周期期间沿着边缘传输无理分数的量子比特。这使得新的CF相具有为有理数的平方根的手性指数，激发了标签：“自由基CF相”。我们证明了一个意想不到的散装边界对应，其中的自由基CF边缘是联系在一起的散装动力学，在每个时期交换电和磁任意子激发。我们构建可解的，频闪驱动的版本Kitaev的蜂窝自旋模型，实现这些自由基CF阶段，并讨论其稳定性对加热在强烈无序的多体本地化设置或在快速驾驶的限制作为一个指数长寿的预热现象。
2017-12-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Periodically Driven Many-Body Systems: A Floquet Density Matrix Renormalization Group Study
在时间上周期性地驱动一个量子系统可以深刻地改变它的长时间相关性，并产生奇异的物质量子态。多体关联和动力学操纵相结合的复杂性有可能揭示整个领域的新现象，但理论和数值理解变得非常困难。现在，我们提出了一个有前途的数值方法，通过推广的密度矩阵重整化群的周期性驱动的多体系统的Floquet理论的傅立叶分量的叠加。利用这种方法，我们可以在一个大的参数范围内研究所有演化时间的完全含时量子解，超出了常用的高频近似。数值计算结果的各向同性海森堡反铁磁自旋1/2链下的本地（边缘）和全球驱动的自旋-自旋关联和时间涨落。随着频率的降低，我们证明了越来越多的傅立叶分量变得相关，并确定了量子相关性的强长度和频率依赖性变化，这些变化无法通过有效的静态模型来描述。
2019-05-31 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Topological Floquet engineering of a 1D optical lattice via resonantly shaking with two harmonic frequencies
我们研究了一维光晶格共振振动系统的拓扑性质，其中晶格位置被两个谐波频率周期性地驱动，在两个最低轨道之间产生单光子和双光子耦合.在双带近似下，数值计算表明，在一定的驱动条件下，系统会出现简并边缘态，并且相应的拓扑相位受到周期驱动系统的手征对称性的保护.系统的微动的特点是振荡Zak相位，我们发现，Zak相位量子化时，只有明确满足手征对称性条件。最后，我们描述了拓扑电荷泵效应时出现的驱动参数在一个临界点附近缓慢调制，并研究其绝热增加调制频率。
2020-11-24 cond-mat.quant-gas
Counter-propagating edge modes and topological phases of a kicked quantum Hall system
在固定磁场中，周期性驱动的量子霍尔系统会出现一系列具有“错误”手征的反常边缘模相位。这导致在每个边缘处的成对的反向传播的手征边缘模式，与静止的量子霍尔系统形成鲜明对比。我们表明，对Floquet边缘模式的手征（子晶格）对称性的保护，并且它们是强大的静态无序。不同的相位具有相同的陈和绕组数，但非常不同的边缘状态谱点的存在所起的重要作用，对称性分类的驱动系统的拓扑性质。我们进一步探索的边缘状态的演化与驱动使用一个简化的模型，并讨论他们的实验签名。
2014-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Engineering and probing non-Abelian chiral spin liquids using periodically driven ultracold atoms
本文提出基于 Floquet 周期驱动和冷原子实现 Kitaev 蜂窝模型的方案，以构建并探测非阿贝尔手性自旋液体，通过能隙谱学和边缘淬火探测手性边缘信号，为研究非阿贝尔激发和量子化热输运铺路。
2023-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Topological magnon bound-states in periodically modulated Heisenberg XXZ chains
多粒子量子系统中的强相互作用拓扑态对理论和实验都提出了巨大的挑战。最近，在光晶格中由超冷玻色原子组成的量子海森堡链中，实验观察到了量子磁体中的基本自旋波（磁振子）的束缚态。在这里，我们研究了在共平移对称下量子海森堡链中的一种强相互作用拓扑态--拓扑磁振子束缚态。我们发现，共平移对称性是定义多粒子量子态拓扑不变量的关键，它使我们能够刻画多磁振子激发的拓扑特征。计算了两磁振子束缚态的能谱、密度分布、关联和陈数，证明了拓扑保护边束缚态的存在。我们的研究不仅为拓扑磁振子束缚态的研究开辟了新的前景，而且对强相互作用拓扑态的表征和理解也有重要的意义。
2017-07-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Anomalous multi-gap topological phases in periodically driven quantum rotors
Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学技术研究院）；TCM Group, Cavendish Laboratory, Department of Physics, JJ Thomson Avenue, Cambridge CB3 0HE, United Kingdom（英国剑桥大学卡文迪许实验室物理系）
周期驱动量子旋转子可实现非平衡多间隙拓扑相，通过非阿贝尔编织产生异常狄拉克弦相。
2024-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atm-clus
The anomalous Floquet-Anderson insulator as a non-adiabatic quantized charge pump
周期性驱动的量子系统为实现拓扑现象提供了一个新颖而通用的平台。其中有类似于拓扑绝缘体和超导体，可在静态系统中实现;然而，其中一些现象是周期性驱动情况下所特有的。在这里，我们表明，无序的，周期性驱动系统承认一个“异常”的二维相位，其准能谱由手征边缘模式，共存于一个完全本地化的散装-静态哈密顿不可能。这种独特的情况作为一个新的拓扑保护的非平衡输运现象的基础：量子化非绝热电荷泵。我们确定的散装拓扑不变量的特点，新的阶段（我们称之为“异常Floquet安德森绝缘体”，或AFAI）。我们提供了明确的模型，构成了新阶段的存在的原则证明。最后，我们提出的证据表明，从AFAI到一个平凡的，完全本地化的阶段的无序驱动的过渡是在同一个普适性类的量子霍尔坪过渡。
2015-06-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Floquet engineering of topological localization transitions and mobility edges in one-dimensional non-Hermitian quasicrystals
时间周期驱动场可以赋予系统独特的拓扑和输运特性。在这项工作中，我们发现动态控制的局域化过渡和迁移率边在非厄米准晶体通过振动晶格周期性。驱动力的衣服的晶格位置之间的跳跃幅度，产生本地化，流动性边缘和扩展的非厄米准晶相之间的交替过渡。将Floquet工程方法应用于五种典型的非厄米准晶体模型，得到了光子辅助局域化跃迁和迁移率边的条件，并得到了某些模型的李雅普诺夫指数表达式.我们进一步引入Floquet准能的拓扑缠绕数来区分具有不同局域性质的非厄米准晶相。因此，我们的发现将准晶的研究扩展到非厄米特Floquet系统，并提供了一种有效的方法来调制这些独特的相位的拓扑和输运性质。
2021-08-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
The Streda Formula for Floquet Systems: Topological Invariants and Quantized Anomalies from Cesaro Summation
将Středa公式推广至周期驱动Floquet系统，通过Cesàro求和正则化磁响应，建立卷绕数与响应函数的联系，揭示量子化电荷流与反常能量流，并给出实验探测方案。
2025-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas math-ph
Topological edge states at Floquet quantum criticality
该研究在Floquet量子临界点处发现拓扑边缘态，挑战传统观念，并给出体-边对应公式，为量子模拟实验中的非平衡拓扑相变研究开辟新方向。
2024-12-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Non-Hermitian Floquet topological phases with arbitrarily many real-quasienergy edge states
非厄米系统中物质的拓扑态由于其有趣的动力学和输运性质而引起了人们的广泛关注。在这项研究中，我们提出了一个周期性驱动的一维非厄米特晶格模型，它具有丰富的Floquet拓扑相位。解析地导出了该模型的拓扑相图。它的每个非厄米Floquet拓扑相位的特征在于一对整数缠绕数，计算在晶格边界的实0-和π-准能边缘状态的数量。非厄米性诱导的Floquet拓扑相位与无限的缠绕数被发现，这允许任意多个真正的0-和π-准能边缘状态出现在复杂的准能体隙在一个良好的控制方式。我们进一步建议通过动态成像其体态的频闪自旋织构来探测系统的拓扑缠绕数。
2018-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Topological edge modes without symmetry in quasiperiodically driven spin chains
我们构建了一个1 $d$准周期驱动的自旋链的例子，其边缘状态可以相干存储量子信息，由本地化，动力学和拓扑结构的组合保护。与静态和周期性驱动（Floquet）自旋链中的类似行为不同，该模型不依赖于微观对称性保护：相反，边缘状态纯粹由涌现动力学对称性保护。我们探索这个新兴的动态对称保护拓扑（EDSPT）的动力学签名，通过精确的数字，时间演变块抽取，和分析高频扩展，找到证据表明，EDSPT是一个稳定的动力学阶段的保护散装多体局域化（至少）拉伸指数长的时间尺度，并可能超越。我们认为，EDSPTs是特殊的准周期驱动的设置，不能出现在Floquet系统。此外，我们发现了一种新的边界临界性的证据，其中边缘自旋动力学从准周期到混沌的过渡，导致体热化。
2020-09-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
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
