Anyonic braiding via quench dynamics in fractional quantum Hall liquids
在Laughlin分数量子霍尔态中,单准空穴态和双准空穴态可以通过对角化多体哈密顿量与捕获势来获得,或者对于更大的系统,可以通过边缘杰克多项式的线性组合来获得。准空穴态完全存在于能谱中最低能量分支的子空间中,具有固定数量的轨道或硬壁限制。希尔伯特空间维数的减少,便于研究的时间演化的准空穴状态后,说,去除的捕获潜力。我们探讨了淬火动力学下的谐波外部电位,旋转液滴中的准空穴,并讨论了长程相互作用和更现实的限制的效果。从Berry相位计算中可以得到任意子的互统计相位的精确估计。
2022-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Braiding of anyonic quasiparticles in the charge transfer statistics of symmetric fractional edge-state Mach-Zehnder interferometer
本文研究了不同填充因子$ν_{0,1}=1/(2 m_{0,1}+1)$的量子霍尔液体的两个边缘之间电荷转移的零温统计,其中$m_0 \geq m_1\geq 0$形成Mach-Zehnder干涉仪。在对称干涉仪中,当接触点两侧的传播时间相等,偏压恒定时,得到了大时间极限下的累积量母函数的一般表达式。生成函数的低电压极限可以用电子隧穿的正则泊松过程来解释,而它的大电压渐近性被证明与描述不同有效通量下干涉仪的$m$态之间准粒子跃迁的动力学方程的解相一致,其中$m\equiv 1+m_{0}+m_{1}$ .对于$m>1$,这种动力学反映了隧穿准粒子的分数电荷$e/m$和分数统计角$π/m$。得到了第二(散粒噪声)和第三累积量的显式表达式,并分析了它们的电压依赖性。
2010-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional-statistics-induced entanglement from Andreev-like tunneling
本研究提出仅通过电子的类 Andreev 隧穿,即可在分数量子霍尔边缘的任意子束间产生体现分数统计的纠缠,并以电流噪声指示器在理论与实验上加以揭示。
2025-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Suppression of interference in quantum Hall Mach-Zehnder geometry by upstream neutral modes
马赫-曾德尔干涉术已被提出作为探测分数量子霍尔(FQH)态中任意准粒子统计信息的探针。在这里,我们专注于由多模边缘状态与上游模式的干涉仪。我们发现,由于下游-上游模式纠缠,干涉可见性被抑制;后者充当下游干涉轨迹的“哪条路径”检测器。我们的分析解决了填充因子2/3的具体实现,但其适用性超出了特定的情况下,并包括最近观察到的无处不在的上游中性模式出现在OHH状态。根据我们的分析,后者与未能在分数态中观察到马赫-曾德尔无子干涉密切相关。我们指出如何电荷中性模式解纠缠将复苏的干扰信号。
2017-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Can out-of-equilibrium linear response reveal anyonic statistics?
National Laboratory of Solid State Microstructures, School of Physics, Jiangsu Physical Science Research Center and Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University(南京大学固体微结构物理国家重点实验室、物理学院、江苏物理科学与技术研究中心和先进微结构协同创新中心);Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院);Institute for Quantum Materials and Technologies and Institut für Theorie der Kondensierten Materie, Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院量子材料与技术研究所及凝聚态理论研究所);Department of Condensed Matter Physics, Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所凝聚态物理系)
该研究针对对撞机装置中的任意子束,开发非平衡线性响应理论,利用其输运系数直接揭示任意子的分数电荷与统计,无需测量高阶电流关联,且热电系数的出现可标识真实任意子碰撞。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Extracting the Anyonic Exchange Phase from Hanbury Brown-Twiss Correlations
Universität Leipzig(莱比锡大学)
研究通过交叉几何汉伯里-布朗-泰维斯干涉仪直接获取分数交换相位,利用非平衡Keldysh计算展示交换相位可通过单粒子干涉电流与双粒子干涉电流的阿哈罗尼-博姆振荡相位差获得。
2026-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A perspective on anyonic braiding statistics
本文评论了Nakamura等人的实验,指出其虽证实准粒子为任意子,但因测量仅确定模$π$下的统计参数$θ$,未能完全验证电荷$e/3$准粒子的编织统计理论预测。
2023-08-29 cond-mat.mes-hall
Anyonic exchange in a beam splitter
任意子的奇异编织当然是分数量子霍尔态最诱人的方面。虽然编织通常被认为是一个二维的绝热操作,编织阶段也可以在一个非平衡设置在一个维度上捕获。我们在这里讨论到什么程度的分束器揭示了编织阶段时,激发电压或电流脉冲。我们确定了两个主要的物理机制,管理的符号和输出互相关的大小:非线性,其特征在于隧道指数,和孔的存在下,在传入的光束,相关的编织阶段。我们展示了如何传入的信号形成的分束器的环境(类似于动态库仑阻塞效应),从而解释的混合不是作为粒子的碰撞,但作为碰撞或波的干扰。我们说明了整数和分数霍尔态的激发的各种例子的物理图片,并显示真正的反聚束统计的出现时,混合密集的电压脉冲。
2022-12-09 cond-mat.mes-hall
Anyonic Braiding in a Chiral Mach-Zehnder Interferometer
本研究构建基于共传播界面模式的手性马赫-曾德尔干涉仪,规避充电效应实现稳定任意子干涉,验证不同填充因子下的磁通周期规律,探测到相位滑移的填充因子依赖特性,为未来非阿贝尔统计测量奠定基础。
2025-06-13 cond-mat.mes-hall
Impact of bulk-edge coupling on observation of anyonic braiding statistics in quantum Hall interferometers
量子霍尔干涉仪已被用来探测分数电荷,最近,准粒子的分数统计。关于静电耦合对干涉仪行为和任意子相位观测的影响,已经进行了理论预测。在这里,我们提出了一个小的法布里-珀罗干涉仪,这些静电耦合常数可以通过实验确定的测量,便于定量与理论比较。在$ν= 1/3$分数量子霍尔态下,该器件在电导平台中心附近表现出Aharonov-Bohm干涉,该干涉被一些离散的相位跳跃中断,并且在较高和较低的磁场下表现出$Φ_0$振荡,这与检测任意子统计的理论预测一致。我们估计的静电参数$K_I$和$K_{IL}$由两种方法:在可压缩与不可压缩区域的振荡周期的比值,并从有限偏置电导测量,这两种方法产生一致的结果。我们发现,提取的$K_I$和$K_{IL}$可以解释的离散相位跳的值从理论预测的任意子相位$θ_a = 2π/3$的偏差。在整数量子霍尔机制下,我们发现$K_I$和$K_{IL}$的实验值可以解释不同边缘态的Aharonov-Bohm和Coulomb主导行为.
2021-07-05 cond-mat.mes-hall
Emulating anyonic fractional statistical behavior in a superconducting quantum circuit
任意子是一种服从分数统计的奇异准粒子,其行为可以在人工设计的自旋系统中模拟。在这里,我们提出了一个在由四个量子比特组成的超导电路中产生任意子激发的实验模拟,通过动态产生环面码模型的基态和激发态来实现,即,Greenberger-Horne-Zeilinger表示。任意子编织是通过单量子比特旋转实现的:通过拉姆齐型干涉测量观察到与编织相关的π相移,这是阿贝尔1/2任意子的标志。
2016-08-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Measurement-Only Topological Quantum Computation via Anyonic Interferometry
我们描述了测量只有拓扑量子计算使用投影和干涉测量的拓扑电荷。我们演示了如何任意子隐形传态可以实现使用“强制测量”协议的两种类型的测量。利用这一点,它示出了如何拓扑电荷测量可以用来生成拓扑量子计算中使用的编织变换,因此,计算任意子的物理运输是不必要的。我们详细讨论了分数量子霍尔系统中拓扑量子计算(特别是使用仅测量方法)的实现。
2008-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Exchange-phase erasure in anyonic Hong-Ou-Mandel interferometry
本文研究任意子在 Hong-Ou-Mandel 干涉测量中的交换相位探测问题,证明标准 HOM 比值无法揭示任意子交换相位,并揭示其相位擦除机制,指出需发展超越标准 HOM 比值的新方法。
2025-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anyonic statistics revealed by the Hong-Ou-Mandel dip for fractional excitations
本文提出在分数量子霍尔效应边缘态上利用窄电压脉冲激发之间的Hong-Ou-Mandel干涉直接探测任意子统计,并证明凹陷宽度由热时间尺度普适决定,与波包内禀宽度无关,且现有实验技术可实现观测。
2023-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probability and (Braiding) Statistics in Majorana nanowires
鉴于最近的进展,在实现马约拉纳零模式的半导体纳米线与邻近诱导的超导性,一个关键的下一步是尝试实验演示的预测编织统计与马约拉纳模式。这样的演示应该,在原则上,确认所观察到的零偏置异常确实是存在的任何离子马约拉纳零模式的指示。此外,这样的证明将是基础物理学水平上的突破:第一次明确证明非阿贝尔激发。因此,重要的是要澄清马约拉纳物理学的预期信号在编织的上下文中,并区分这些信号,也可能出现在非拓扑变体的相同系统。因此,在拓扑(即任意子)和非拓扑(即平凡)情况下预期的信号之间的明确和关键区别对于该领域的未来进展至关重要。在这份手稿中,我们仔细研究预期的信号编织和融合实验中的拓扑和非拓扑变体的实验纳米线系统中,马约拉纳预测发生。我们指出的情况下,“平凡的”和“anyonic”签名可能是类似的实验,需要一定程度的谨慎,在解释各种建议的融合和编织实验。我们发现,特别是编织实验组成的完整的辫子(两个马约拉纳交流)更好地区分拓扑和非拓扑系统比融合实验或实验与奇数的马约拉纳交流。
2017-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Negative Excess Shot Noise by Anyon Braiding
利用自相关散粒噪声在两个分数量子霍尔边之间的量子点接触处检测到任意分数电荷$e^*$。我们发现,自相关噪声也可以显示指纹的阿贝尔任意分数统计。我们预测的噪声的电隧穿电流$I$在QPC的分数电荷检测设置,当任意子被稀释注入,从一个额外的边缘偏置的电压,在平衡的设置。在大电压下,非平衡噪声比热平衡噪声低{ \it reduced}值$2 e^* I$。该负过量噪声与传统的分数电荷检测的正过量噪声$2e^* I$相反,并且也与电流的通常的正自相关噪声相反。这是阿贝尔分数统计的一个特征,它是由一个在QPC上被热激发的任意子围绕另一个从附加边注入的任意子有效编织而成的。
2019-07-04 cond-mat.mes-hall
Anyon braiding and telegraph noise in a graphene interferometer
John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University(哈佛大学生物工程与应用科学学院);Department of Physics, Harvard University(哈佛大学物理系);Center for Nanoscale Systems, Harvard University(哈佛大学纳米系统中心);Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science(国立材料研究所电子光学材料研究中心);Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science(国立材料研究所材料纳米构筑学研究中心)
研究通过实时探测三态随机电报噪声,揭示了ν=1/3和4/3分数量子霍尔态中的任何子编织相位,展示了任何子交换统计的全新表征方法。
2024-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fabry-Pérot interferometry with stochastic anyonic sources
University of Basel(巴塞尔大学);United Arab Emirates University(阿联酋大学);University of Luxembourg(卢森堡大学)
该研究通过随机注入准粒子到Fabry-Pérot干涉仪,揭示了准粒子交换相位对干涉相位的影响,并发现了与实空间辫状相关的特征相移。
2026-09-02 cond-mat.mes-hall
Braiding of Abelian and Non-Abelian Anyons in the Fractional Quantum Hall Effect
本文报道了分数量子霍尔系统的Fabry-Perot干涉术对阿贝尔和非阿贝尔统计的研究。我们在量子干涉实验中对相位滑移的检测展示了一种检测任意子编织的强大的新方法。我们确认阿贝尔任意编结统计的$ν= 7/3$的状态下,通过检测预测的统计相位角的$2π/3$,一致的任意粒子数的变化。理论上,$ν= 5/2$的量子态被认为含有马约拉纳的非阿贝尔任意子,这意味着每对准粒子都包含一个中性费米子轨道,可以被占据或未被占据,因此可以作为量子比特。在这种情况下,我们观察到的统计相位滑移同意的理论模型中的马约拉纳是强耦合到彼此,并强烈耦合到干涉仪的边缘模式。特别是,观察到的相位滑移约为$π$,被解释为量子位的突然翻转,或中性费米子进入干涉仪。我们的结果为非阿贝尔任意子的存在提供了有力的支持。
2011-12-15 cond-mat.mes-hall
Topological vacuum bubble by anyon braiding
根据费米子和玻色子多体物理学的一个基本规则,即所谓的关联簇定理,物理观测不受真空泡的影响,真空泡代表从真空中产生的虚粒子,在不与真实粒子相互作用的情况下自湮灭。在这里,我们表明,这一传统的知识必须修改为任意子,准粒子之间的费米子和玻色子遵守分数交换统计中间。我们发现某一类阿贝尔任意子的真空泡确实会影响物理可观测量。它们代表围绕着真实任意子激发的虚拟受激任意子。这些拓扑气泡导致法布里-珀罗干涉图样在分数量子霍尔制度中的温度依赖性相移,从而为难以捉摸的分数统计的直接和明确的观察提供了工具。
2016-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Partitioning of Diluted Anyons Reveals their Braiding Statistics
本研究通过对稀释任意子进行分束并测量自相关,揭示了其编织相位,提供了一种无需复杂干涉实验即可观察任意子编织统计的简单方法。
2023-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunneling current and current correlations for anyonic quasiparticles of ν = 1/2 chiral Luttinger liquid in multi-edge geometries
本文研究类 Hong–Ou–Mandel 干涉仪中 ν=1/2 任意子的双边与四边几何,精确计算隧穿电流及噪声关联,并指出非平衡稀释任意子的直接隧穿不可忽略。
2024-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractionalization and anyonic statistics in the integer quantum Hall collider
强关联系统的一个显著特征是分馏现象,准粒子只携带基本成分的一小部分电荷或自旋。这样的准粒子通常呈现二维的任意子统计,并且是分数量子霍尔效应的核心。我们讨论了在与金属岛耦合的整数量子霍尔效应中已经观察到的分数化和任意子统计。提出了一种连续分数发射极,它发射非整数电荷的稀光束,并得到了它的全计数统计。分数电荷仅由岛所覆盖的弹道通道的数量决定,并且它是单个弹道通道的电子电荷的一半。我们进一步描述了两个这样的分数光束通过量子点接触分束器的混合。我们预测负的互相关,在强烈的对比与自由电子,这取决于电子和模拟任意子的分数电荷之间的双交换相。结果类似于最近在填充$ν= 1/3$时测量的真正分数边缘状态。我们重新审视了这个实验的物理解释,并指出了一个直接的编织测量,而不是从费米反聚束的偏差。
2022-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Direct imaging of quantum interference and Non-Abelian entanglement in Hopfion: an magnetic soliton possess loop-like anyonic properties
本研究首次实验揭示个体Hopfion中的量子拓扑效应,确立其作为三维拓扑量子自旋电子学构建模块的潜力,并表明非阿贝尔特性可通过受控编织实现容错量子操作。
2025-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Topological contextuality and anyonic statistics of photonic-encoded parafermions
准粒子中毒是实现基于Majorana理论的量子计算的一个基本问题,在Majorana零模态的测量过程中会出现准粒子中毒现象。副费米子是马约拉纳费米子的自然推广,可以编码对准粒子中毒免疫的拓扑量子。虽然预期在超导分数量子霍尔系统中会出现parafermions,但目前的技术还无法实现。为了绕过这个问题,我们采用了光子量子模拟器,实验证明基于parafermion的通用量子计算的关键组成部分。我们在这篇文章中的贡献是双重的。首先,通过对光子态的操纵,我们实现了对应于仿费米子编织统计的Clifford算符Berry相位。其次,我们通过证明仿费米子编码量子态的上下文性,首次研究了拓扑系统中的量子上下文性。重要的是,我们发现,拓扑编码的上下文打开了魔态蒸馏的方式,而上下文和编织诱导的克利福德门对本地噪声有弹性。通过引入上下文,我们的光子量子模拟提供了第一步,实现拓扑量子计算的物理鲁棒性的方法。
2021-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Thermal interferometry of anyons in spin liquids
Aharonov-Bohm干涉术是研究量子霍尔效应中任意子统计的最直接的方法。该技术涉及作为磁场的函数的电流的振荡,并且不适用于Kitaev自旋液体和其他没有带电准粒子的系统。在这里,我们建立了一种涉及热传输的新协议,即使在没有带电激发的情况下也可以揭示分数统计,就像在量子自旋液体中的情况一样。具体来说,我们证明了Kitaev自旋液体通过两个不同的干涉仪的几何形状,法布里-珀罗和马赫-曾德尔,热输运表现出截然不同的行为。因此,我们建议使用热输运干涉法作为探针的电荷绝缘体中的任意子统计。
2021-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fabry-Perot interferometry at the $ν$ = 2/5 fractional quantum Hall state
本文将Fabry-Pérot干涉测量扩展至具有两个独立边缘模式的$ν=2/5$分数量子霍尔态,并在计入体—边缘耦合后实验验证了$e^*=1/5$与$θ_a=-4π/5$。
2023-04-24 cond-mat.mes-hall
Identifying Anyonic Topological Order in Fractional Quantum Anomalous Hall Systems
New York University(纽约大学)
该研究通过代数拓扑方法确定分数量子反常霍尔系统中任意子的结构,揭示了其与陈数相关的编织相位特性,为理解拓扑序提供了理论基础。
2025-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Twisted Interferometry
我们提出并分析了任意子干涉仪的设计,使探针任意子在一个给定的路径,通过干涉仪扭曲或编织周围彼此旅行的效果。这些“扭曲”干涉仪被发现提供可能无法从任意子编织操作和标准(无扭曲)任意子干涉测量中获得的操作实用性。特别是,它使Ising任意子能够产生“魔态”,可以用来实现π/8相位门。我们考虑了这种扭曲干涉仪在量子霍尔系统,2D p_x + ip_y超导体和2D Majorana异质结构中的可能实现,并讨论了与实现相关的障碍和挑战。
2013-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Braids and Beams: Exploring Fractional Statistics with Mesoscopic Anyon Colliders
本文提出任意子对撞机通过电流交叉关联探测任意子交换相位,在非平衡玻色化框架内推导出归一化交叉关联的普适形式,并引入有限孤子宽度实现了对电荷-e/5准粒子碰撞的定量建模。
2025-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interferometric Braiding of Anyons in Chern Insulators
Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑大学);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心);Université Libre de Bruxelles(布鲁塞尔自由大学);Collège de France(法兰西公学院);Sorbonne Université(索邦大学);International Solvay Institutes(国际索尔维研究所)
本文提出一种Ramsey干涉协议,用于直接探测分数Chern绝缘体中任意子的几何相位,通过杂质的可操控内部状态实现任意子的自洽操控和编织,为量子模拟器中的任意子编织实验提供可行路径。
2026-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Signature of anyonic statistics in the integer quantum Hall regime
本研究突破分数量子霍尔态的实验局限,在整数量子霍尔态中利用通道间库仑相互作用产生类阿贝尔任意子的分数电荷,通过负互相关信号验证其编织统计特性,为任意子研究提供了新的稳定平台。
2024-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Robust protocols to reveal anyonic time-exchange phase
本研究提出基于局部任意子时间交换链接的鲁棒协议,揭示任意子时间交换相,并推导出新的非平衡波动-耗散关系以分离统计相位与标度维度。
2026-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Exchangeless braiding of Majorana zero modes in weakly coupled Kitaev chains
本文使用严格许多体框架研究弱耦合Kitaev链网络中马约拉纳零模的无交换编织,通过超导相位旋转实现编织,并验证了其非阿贝尔相位和任意子性质的鲁棒性。
2025-08-11 cond-mat.mes-hall
Interferometry of non-Abelian Anyons
通过干涉实验发展了非阿贝尔任意子的一般量子测量理论。本文首先对任意子模型的理论进行了简要的介绍,重点介绍了将标准量子测量理论应用于此类系统所必需的基本形式。然后,这是适用于给出一个详细的分析,使用马赫-曾德尔干涉仪任意子模型的任意子电荷测量。我们发现,作为任意探针发送通过腿的干涉仪,位于目标区域的总任意电荷的叠加崩溃时,他们是通过monodromy与探针任意子,这也决定了崩溃的速度可区分。我们估计的探针的数量需要获得一个期望的置信水平的测量结果区分收费,并明确制定了一些重要的任意子模型的例子。我们应用相同的技术来描述在分数量子霍尔系统中实现的双点接触干涉仪中的干涉测量。对于隧穿的最低阶,这些结果基本上与马赫-曾德尔干涉仪的结果相匹配,但我们也提供了由于涉及多个隧穿过程而引起的校正。最后,我们给出了明确的预测描述状态测量的实验中的阿贝尔层次状态,非阿贝尔摩尔读取状态在$ν=5/2$和读取Rezayi状态在$ν= 12/5$。
2008-01-13 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Probing anyon statistics on a single-edge loop in the fractional quantum Hall regime
Aix Marseille Univ, Université de Toulon, CNRS, CPT(艾克斯-马赛大学、土伦大学、法国国家科学研究中心、理论物理中心);Institute for Solid State Physics, University of Tokyo(东京大学固体离子体研究所)
通过单边环结构和量子点接触源,实现对分数量子霍尔系统中任意子统计角的可控测量,无需依赖非普遍参数。
2025-06-11 cond-mat.mes-hall
Thermal interferometry of anyons
任意子干涉测量法探测拓扑有序物质中激发的编织相。这种技术在分数量子霍尔效应中的带电准粒子中得到了很好的应用。我们建议将它扩展到中性任意子,如Kitaev磁体中的Ising任意子和其他中性自旋液体中的准粒子。我们发现通过干涉仪的热流对隧穿准粒子的统计特性很敏感。我们提出了一个系统的调查签名的各种阿贝尔和非阿贝尔拓扑秩序的法布里-珀罗和马赫-曾德尔干涉仪。通过法布里-珀罗装置的热流对于不同的拓扑阶数是不同的,并且取决于干涉仪内部的拓扑荷。马赫-曾德尔装置只在拓扑平凡的系统中显示干扰。对于一个非平凡的统计,热流减少到两个收缩在干涉仪的贡献之和。此外,我们确定了另一个探针的拓扑顺序,涉及缩放的热流通过一个单一的隧道接触在低温下。电流表现出普遍的温度依赖性,在系统中的拓扑顺序敏感。
2023-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phase transitions on a ladder of braided non-Abelian anyons
非阿贝尔任意子可以在二维系统中以点状粒子的形式存在,并且具有既不是玻色子也不是费米子的粒子交换统计。像在自旋系统中一样,任意子之间的聚变(类海森堡)相互作用的作用已经得到了很好的研究。然而,与我们对玻色子和费米子统计在物质不同量子相形成中的作用的理解不同,我们对非阿贝尔任意子统计的影响知之甚少。我们探索这个物理使用任意子哈伯德模型的两条腿的梯子,其中包括辫子和最近邻海森堡之间的相互作用。我们研究两个最突出的非阿贝尔任意子模型:斐波那契和伊辛型。我们发现丰富的相图任意子模型,并显示其融合和编织统计的不同作用。
2017-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Hanbury Brown-Twiss interferometry at the $ν=2/5$ fractional quantum Hall edge
Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo(东京大学固体物理研究所);Aix Marseille Univ, Université de Toulon, CNRS, CPT(艾克斯-马赛大学、土伦大学、法国国家科学研究中心、CPT)
本文提出一种用于ν=2/5分数量子霍尔边系统的HBT干涉仪,利用双粒子干涉而非单粒子干涉,通过bosonized边理论和Keldysh微扰理论计算隧道电流的交叉相关性,得到具有分数电荷e*和特征缩放维度的噪声表达式。
2026-04-16 cond-mat.mes-hall
Emergence of Neutral Modes in Laughlin-like Fractional Quantum Hall Phases
手征无带隙边界模是量子霍尔(QH)态的特征。对于空穴共轭分数QH相位,预期反向传播边缘模式(上游和下游)。在静电相互作用和无序的存在下,这些模式可以重整为电荷和上游中性模式。传统的Laughlin相位模型仅预期下游充电模式。在这里,我们表明,在后一种情况下,在一个光滑的限制潜力的存在下,边缘重建导致出现对的反向传播模式,其中,通过模式重整化,可能会引起非拓扑上游中性模式,拥有非平凡的统计。这可以解释无处不在的中性模式的实验观察,以及马赫-曾德尔干涉仪平台中对任意子干涉的压倒性抑制。我们还指出了这种边缘重建的其他签名。
2022-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional Mutual Statistics on Integer Quantum Hall Edges
分数电荷和统计是低维相互作用系统如分数量子霍尔(QH)系统的标志。双QH系统被认为是无相互作用的,但当它们耦合到另一个相互作用系统或依赖于时间的电压时,它们可以具有分数电荷激发。在这里,我们注意到这样的分数激发和电子之间的阿贝尔分数互统计,并提出了一个设置检测的统计,其中分数激发产生在一个源和注入到马赫-曾德尔干涉仪(MZI)在整数QH制度。在一个参数制度,占主导地位的干涉过程涉及编织,通过双交换,在MZI分束器和分数激发的电子之间。编织导致干涉相移的相位角的相互统计。这种直接观察分数互统计量的建议是在实验范围内的。
2021-11-03 cond-mat.mes-hall
Topological blockade and measurement of topological charge
出现在5/2分数量子霍尔平台中的分数带电准粒子具有额外的非定域自由度,称为拓扑荷。我们展示了这种拓扑电荷如何阻止这些粒子的隧穿,以及如何使用这种“拓扑封锁”来读出它们的拓扑电荷。我们认为,这种测量所需的短时间尺度是有利的非阿贝尔任意子统计的准粒子的检测。我们还展示了如何拓扑封锁可以用来衡量编织统计,并耦合一个拓扑量子位与传统的。
2013-02-21 cond-mat.mes-hall
Experimental realization of Laughlin quasiparticle interferometers
Laughlin准粒子是高关联分数量子霍尔电子流体的基元激发。它们具有分数电荷,服从分数统计。准粒子可以在手征边缘通道中进行量子相干传输,并发生相长或相消干涉。与电子不同,劳克林准粒子的干涉条件具有非零的统计贡献,可以在实验中观察到。实现了两种干涉仪装置。在一次填充干涉仪中,整个装置具有填充1/3,并且e/3边缘通道准粒子包围相同的e/3岛状准粒子。这里通量周期是h/e,与电子相同,但背栅充电周期是e/3。在第二种干涉仪中,在填充1/3处的低密度边缘通道围绕着填充2/5处的高密度岛形成,使得e/3边缘准粒子包围着e/5岛准粒子。在这里,我们观察到超周期振荡与5 h/e通量和2 e充电周期,都对应于激发的十个岛准粒子。这些周期可以理解为由Laughlin准粒子的任意子编织统计所强加的。
2007-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Superperiods and quantum statistics of Laughlin quasiparticles
最近在准粒子干涉仪中观察到超周期电导振荡,其中1/3分数量子霍尔流体的边缘通道包围2/5流体的岛。基于Haldane-Halperin分数统计的2/5凝聚体的分级结构,我们提出了一个5 h/e通量超周期起源的微观模型.由于所施加的磁场的变化不影响岛的电荷状态,所以基波周期包括最小的2/5岛中性重构。该周期由绕岛的e/3 Laughlin准电子的状态数增加1和从岛2/5凝聚物中同时激发出10个e/5准粒子组成。Berry相量子化条件产生与层次结构一致的任意准粒子编织统计。我们进一步讨论了与超周期一致的准粒子的复合费米子表象。它被证明是在一对一的对应Haldane-Halperin理论,提供了一个文字解释的2/5冷凝物组成的整数倍的两个复合费米子,一个涡块被假定。
2006-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Aharonov-Bohm interference of fractional quantum Hall edge modes
我们演示了一个小的法布里-珀罗干涉仪的操作中,高度相干Aharonov-Bohm振荡观察到的整数和分数量子霍尔制度。使用一种新颖的异质结构设计,库仑效应被大大抑制。边缘模式干涉的相干性由热阻尼的能量尺度${T_0=206}mK$在$ν=1$表征。起源于${N=0,1,2}$朗道能级的边缘模式的选择性后向散射允许独立地确定内部和外部边缘模式速度。在分数填充因子$ν=2/3$和$ν=1/3$下观察到明显的Aharonov-Bohm振荡。我们的设备架构提供了一个平台,用于测量任意编织统计。
2019-01-24 cond-mat.mes-hall
Constriction-induced modulation of charging energy in a quantum Hall cavity
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院);Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所)
通过门控量子霍尔腔实验,发现充电能量在弱夹断点接触下被磁场强烈非单调调制(变化达60%),归因于收缩区不可压缩分数量子霍尔态引起的局域压缩性和静电屏蔽变化。
2026-06-18 cond-mat.mes-hall
Edge Reconstruction and Emergent Neutral Modes in Integer and Fractional Quantum Hall Phases
本文包括我们最近的工作,分数手征模出现由于整数和分数量子霍尔(QH)相位的边缘重建。新增加的部分是对$ν= 2/5$相位的边缘重建的分析。QH态是物质的拓扑相,其特征在于边缘处的手征无隙模式。这些边缘模式可以向下游或上游传播,并且可以支持电荷或电荷中性激发。从拓扑考虑,粒子状QH状态预计只支持下游电荷模式。然而,电子排斥和边界限制势之间的相互作用可以驱动在边缘处的某些量子相变(称为重构),这与额外的成对反向传播模式的成核相关联。采用变分方法,在这里,我们研究了边缘重建的原型粒子状相位在$ν= 1, 1/3$和$2/5$作为一个函数的斜率的限制势。我们的分析表明,随后的重整化的边缘模式,驱动的无序诱导隧穿和模间相互作用,可能会导致上游中性模式的出现。这些预测可以在适当设计的传输实验中进行测试。我们的研究结果也与以前的观察上游中性模式在这些QH阶段,并可以解释电子马赫-曾德尔设置中没有任何干扰。
2022-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two-particle time-domain interferometry in the Fractional Quantum Hall Effect regime
准粒子是凝聚态量子相的元激发。证明它们在传播过程中保持量子相干性是操纵它们实现量子信息任务的一个基本问题。这里,我们考虑任意子,即在高磁场中的二维电子导体中发生的分数量子霍尔效应的分数带电准粒子20。它们服从任意子统计,介于费米子和玻色子之间。令人惊讶的是,任意子在通过电子法布里-珀罗干涉仪的局域态传输时表现出很大的量子相干性,但在通过马赫-曾德尔干涉仪的传播态传输时几乎没有量子干涉。在这里,使用一种新的干涉方法,我们证明了任意子在传播时保持量子相干性。执行两个粒子的时域干涉测量敏感的两个粒子的Hanbury布朗Twiss相,我们发现53%和60%的vibrations与电荷e/5和e/3的任意子。我们的结果给出了一个积极的信息的挑战,执行控制量子相干编织的任意子。
2022-09-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Melting of interference in the fractional quantum Hall effect: Appearance of neutral modes
生活在强磁场下的二维世界中的电子--所谓的分数量子霍尔效应(Fractional Hall effect,简称FHT)--常常表现为分数带电的准粒子(anyons)。此外,在特殊条件下,它们有望不受环境的影响,因此可以作为未来量子计算机的构建模块。这种任意子的干涉是理解它们的任意子统计的第一步。然而,分数量子霍尔态的复杂边缘模结构,加上上游中性模,被怀疑阻止了对任意子干涉的观测。在这里,我们报告发现的中性模式的出现和马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的干涉逐渐消失之间的直接相关性,随着体积填充因子降低到朗道填充ν_B =1,随后在ν_B=1的完全干涉淬火。具体而言,发现干扰在ν_B~1.5处开始减小,其中上游中性模式增长,这通过MZI的输入量子点接触(QPC)中的上游散粒噪声散粒噪声来检测。此外,在QPC的传输过程中,还出现了一个携带散粒噪声的电导平台,该平台的电导率为ν_QPC =1/3,并一直持续到体积填充ν_B =1/2。我们确定了这一电导高原,导致边缘重建,这导致上游中性模式。在这里,我们还表明,即使是粒子状准粒子伴随着上游中性模式,因此抑制干扰的EQUHE制度。
2018-12-17 cond-mat.mes-hall