Dispersion Suppressed Topological Thouless Pumping
在无色散泵浦中，非平坦带虽然对粒子输运的量子化没有影响，但会引起波包色散，从而阻碍无色散泵浦的实际应用。事实上，我们发现色散主要来自于单个Bloch态之间的动力学相位差。在这里，我们提出了两个有效的方案来抑制色散的无源泵浦：一个重定位回声协议和高阶隧道抑制协议。在重定域回波协议中，我们在第二个泵浦周期中反转哈密顿量，以消除非平坦带引起的动力学相位差，从而使色散波包重新定域。在高阶隧穿抑制协议中，我们通过对最近邻隧穿进行调制，使布洛赫带更加平坦，从而抑制引起波包色散的高阶隧穿。我们的研究为无色散无扰动泵浦在物质输运、态转移和量子通信中的实际应用铺平了道路。
2019-06-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Stabilization of Hubbard-Thouless pumps through nonlocal fermionic repulsion
该研究在含格点内与格点间竞争相互作用的广义Rice-Mele Fermi-Hubbard模型中发现，强格点间相互作用可抵消格点内排斥导致的量子化泵浦失效，恢复并稳定Thouless泵，且该现象与基态自发键序波相关，还提出了光晶格超冷磁性原子的实验实现方案。
2024-03-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Exploring Thouless Pumping in the Generalized Creutz Model: A Graphical Method and Modulation Schemes
本文提出用图形表示刻画 Thouless 泵浦中的拓扑相及其 Chern 数与环绕数关系，并基于广义 Creutz 模型给出多种可调调制方案。
2024-11-14 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
Two-dimensional Thouless pumping in time-space crystalline structures
量子阱中粒子的动力学可以解释为晶体结构中粒子的动力学，其中时间起着坐标的作用。通过在驱动协议中引入一个动态变化的相位，我们证明了在这样的时间晶体结构中实现无源泵浦。接下来，我们通过考虑驱动的一维光晶格，将分析扩展到单个量子阱之外，从而工程化2D时空晶体结构。这样的设置使我们能够分别在空间和时间维度上探索绝热泵浦，以及模拟同时的时空泵浦。
2022-09-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Observation of topological transport quantization by dissipation in fast Thouless pumps
量子动力学对于自然过程和技术应用都是必不可少的。在慢变势中量子化粒子输运的研究（无量子泵）中，无量子泵的工作在理解这样的量子化不仅可能由量子系统的离散本征值引起，而且可能由与哈密顿参数空间的非平凡拓扑相关的不变量引起方面发挥了关键作用。自从量子化无源抽运被发现以来，人们一直认为它只限于慢驱动的极限，这是实验应用的一个根本障碍。在这里，我们引入非厄米Floquet工程作为一个新的概念，以克服这个问题。我们预测，一个拓扑能带结构和相关的量子化运输可以恢复在驱动频率一样大的系统的带隙。其基本机制是通过定制的时间周期性耗散来抑制非绝热转变。我们通过等离子体波导阵列中拓扑输运量子化的实验证实了理论预测。
2020-08-12 physics.optics quant-ph
Topological Floquet-Thouless energy pump
我们探讨了周期驱动下的绝热泵浦，发现了一个新的相位，在这个相位中拓扑量子化的泵浦量是能量而不是电荷。拓扑不变量由每个周期内相对于时间的微运动的缠绕数、动量和绝热调谐参数给出。我们数值表明，这种泵是非常强大的，对无序和相互作用，打破了在任何一个大的值相同的方式的无源电荷泵。最后，我们提出了测量这种现象的实验方案。
2017-11-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Generalized Thouless Pumps in 1+1-dimensional Interacting Fermionic Systems
无边界泵浦是其中$\mathrm{U}(1)$电荷从费米子系统的边缘泵浦到另一边缘的现象。无刷泵已经推广到各种尺寸和各种电荷。本文研究了$1+1$维相互作用费米子短程纠缠（SRE）态的平凡相和非平凡相的广义费米子宇称无泵浦.为此，我们使用矩阵乘积状态（MPS）。MPS在$1+1$维中描述多体系统，并且可以代数地表征SRE态。我们证明了费米子MPSs（fMPSs）的基本定理，并利用它们来研究广义无源泵。我们构建非平凡的泵在平凡和非平凡的阶段，我们对相互作用的泵的稳定性。此外，我们定义的拓扑不变量的广义无源泵的fMPS方面，并建立与现有结果的一致性。这些都是不变量的家庭的SRE状态，不被捕获的高维贝里曲率。我们还讨论了广义无源泵浦的拓扑不变量与Donovan-Karoubi公式中的$K$理论的扭曲之间的关系。
2022-06-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Quantized Thouless pumps protected by interactions in dimerized Rydberg tweezer arrays
研究了二聚化 XXZ 哈密顿量中相互作用保护的量子化 Thouless 泵浦，发现强相互作用使非相互作用奇点分裂从而维持拓扑输运，并通过张量网络模拟验证，提出了基于 Rydberg 光镊阵列的实验方案。
2024-08-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
A Thouless Quantum Pump with Ultracold Bosonic Atoms in an Optical Superlattice
30多年前，Elderless引入了拓扑电荷泵的概念，通过底层哈密顿量的绝热循环演化实现了电荷的鲁棒传输。与经典传输相反，传输的电荷被证明是量子化的，并且纯粹由泵浦周期的拓扑结构决定，这使得它对扰动具有鲁棒性。在基本水平上，量子化的电荷输运可以连接到拓扑不变量，陈数，首先在整数量子霍尔效应的上下文中引入。因此，Thouless量子泵可以被视为整数量子霍尔效应的“动态”版本。在这里，我们报告的实现这样的拓扑电荷泵使用超冷玻色子原子，形成一个莫特绝缘体在动态控制的光学超晶格势。通过拍摄原子云的原位图像，我们观察到每个泵浦周期的量子化偏转。我们揭示了真正的量子性质的泵显示，相反，在基态粒子，一个违反直觉的反向偏转发生时，粒子准备在第一激发带。此外，我们能够直接证明，该系统进行了控制的拓扑相变在较高的频带时，调整超晶格参数。
2015-07-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
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
Dissipation assisted Thouless pumping in the Rice-Mele model
我们研究了热环境中耗散对拓扑抽运的影响。我们报告说，耗散可以提高鲁棒性的泵浦量子化在有限的驱动频率的制度。具体而言，在这种制度下，低温耗散动力学可以导致泵浦电荷，这是更接近无干扰的量子化值，相比相干演化。我们理解这种效果的Floquet框架：耗散增加人口的Floquet带显示拓扑绕组，泵基本上是量子化。这一发现是理解一个潜在的非常有用的资源，利用在实验中，耗散效应是不可避免的一步。我们考虑与环境的小耦合，并使用Bloch Redfield量子主方程方法进行数值计算：将这些结果与精确的MPS数值处理进行比较，我们发现量子主方程在低温下也能很好地工作，这是一个非常显着的事实。
2020-03-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
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
A classification of $G$-charge Thouless pumps in 1D invertible states
本文在严格框架下回顾一维 SPT 循环过程理论，并证明紧致对称群 $G$ 下 $G$ 荷 Thouless 泵分类的完备性。
2023-12-08 math-ph math.MP quant-ph
Topological quantum transport and spatial entanglement distribution via disordered bulk channel
研究了如何在一维无序晶格中利用拓扑无相干泵浦实现量子输运，产生纠缠态，实现空间纠缠分布。我们引入在位无序来抑制引起波包色散的高阶共振隧穿效应，实现无色散无泵浦。现场的障碍和带拓扑结构之间的相互作用，使强大的单向运输。我们还演示了如何利用无泵浦辅助的Hong-Ou-Mandel干涉制备空间纠缠的两粒子NOON态。在空间分离的位置之间的分配过程中，量子纠缠可以很好地保持。该系统为拓扑学在量子信息处理中的广泛应用铺平了道路。
2020-02-16 quant-ph
Controllable Thouless Pumping Switching Dynamics of Gap Solitons Mediated by Finite Bogoliubov Excitations
School of Physics, Northwest University（西北大学物理学院）；Graduate School, China Academy of Engineering Physics（中国工程物理研究院研究生院）
研究非线性间隙孤子的Thouless泵浦动力学，通过调节非线性参数和周期势相对相位扫描速率实现拓扑陈数切换，发现近绝热扫描下有限Bogoliubov激发导致孤子粒子损失和传播方向反转。
2026-07-01 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
Multi-particle Wannier states and Thouless pumping of interacting bosons
物理学中拓扑效应的研究是一个热点领域，直到最近研究人员才能够解决相互作用量子系统的拓扑性质的重要问题。但如何描述多粒子效应和相互作用效应仍然是一个巨大的挑战。在这里，我们引入多粒子Wannier态的相互作用系统的共同平移对称性。我们揭示了多粒子Wannier态的移动与多粒子陈数的关系，并研究了相互作用Rice-Mele模型中两玻色子的无粒子抽运。除了两个玻色子作为一个整体单向移动的束缚态无源泵浦外，我们还发现了两个玻色子单向移动的拓扑共振隧穿，一个接一个，条件是相邻阱势偏置与相互作用能相匹配。我们的工作创造了一个新的范例，多粒子拓扑效应，并奠定了基石，检测相互作用的拓扑状态。
2017-03-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Non-abelian Thouless pumping in a photonic lattice
非阿贝尔规范场在描述具有简并能级的演化量子系统时自然出现。在这里，我们表明，他们也发挥了作用，在简并带的存在下，无源泵浦。为此，我们考虑一个光子Lieb晶格有两个退化的非色散模式，我们表明，当晶格参数被缓慢调制，光子的传播承担的指纹的底层非阿贝尔规范结构。带的非色散特性使得能够高度控制光子传播。我们的工作为光子晶格和光晶格中非阿贝尔规范场的产生和检测奠定了基础。
2021-07-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
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
Nonlinearity-Induced Thouless Pumping in Quasiperiodic Lattices
School of Physical Science and Technology, Lanzhou University（兰州大学物理科学与技术学院）；School of Mathematics and Statistics, Lanzhou University（兰州大学数学与统计学院）；Institute of Fundamental Physics and Quantum Technology, Ningbo University（宁波大学基础物理与量子技术研究所）
研究揭示了准周期晶格中非线性拓扑泵浦机制，通过局部非线性自洽势重构晶格势能，使间隙孤子在单个拓扑带中实现准量子化泵浦，同时非线性扰动导致孤子进入非量化漂移态，但拓扑性质仍约束其传输。
2026-04-01 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
Nonlinear parameter-gauge coupling approach to generalization of generalized Thouless pumps and $-1$-form anomaly
研究了一般$U(1)$对称费米子非简并能隙系统参数空间的非平凡拓扑及其对任意维输运性质的影响。通过非线性参数规范拓扑响应理论，我们发现这种非平凡拓扑可以在背景通量或更一般的一般维数的瞬子的存在下对电荷输运施加量子化约束，我们的结果推广了无边界泵浦及其高维推广.我们还表明，这些非平凡的输运性质有关的一个非常规的量子异常，概括了$-1$形式的异常。这种异常强加了非微扰ingappabilities的各种类型的空间接口或随时间变化的系统演化。
2020-06-05 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
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
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
Reservoir-induced Thouless pumping and symmetry protected topological order in open quantum chains
我们介绍了一个分类计划的对称性保护的拓扑相位适用于定态的开放系统的基础上推广的多体极化。极化可以用来探测非相互作用和相互作用的封闭和开放系统的拓扑性质，即使在适度的粒子数波动的存在下，仍然是一个有意义的量。作为例子，我们讨论了两个开放系统版本的拓扑无源泵的稳定状态下的一维格子驱动的马尔可夫水库。在类似的幺正系统中，Rice-Mele模型，对称性强制执行拓扑性质，导致非平凡的几何Zak相位模型参数的循环变化后的绕组。与此相关的是多体极化的缠绕，对应于体中的量子化传输（无泵浦）。我们在这里表明，在开放系统中，Zak相失去了它的意义，相同的对称性强制执行的广义多体极化的绕组。这种绕组被证明是强大的，对哈密顿扰动，以及均匀的失相和粒子损失。
2016-08-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
An Autonomous Topological Pump
RPTU, University Kaiserslautern-Landau（凯泽斯劳滕-兰道理工大学）
本文提出一种无需外部控制的拓扑泵，利用自旋在静态磁场中的拉莫尔进动实现拓扑量子输运，发现磁场临界值可保障其鲁棒性。
2026-05-08 quant-ph
Topological Phase Transitions and Thouless Pumping of Light in Photonic Waveguide Arrays
光子波导阵列为模拟传统的拓扑系统提供了一个很好的平台，也可以用来研究光子系统中的新拓扑相位。然而，体拓扑不变量的直接测量仍然是一个巨大的挑战。本文研究了广义公度Aubry-André-Harper（AAH）光子波导阵列的拓扑特性，通过计算所有的体陈数构建了拓扑相图，并通过分析拓扑边态及其缠绕数，探讨了体边对应关系.与无公度AAH模型相比，对角和非对角公度AAH模型在拓扑上是不等价的。特别地，出现了具有大Chern数的非平凡拓扑相和拓扑相变。通过在光子波导阵列中实现光的无源泵浦，我们提出了一种简单的测量体陈数的方案。
2016-09-30 cond-mat.quant-gas physics.optics 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
Quantum Many-Body Adiabaticity, Topological Thouless Pump and Driven Impurity in a One-Dimensional Quantum Fluid
当谈到在实践中应用绝热定理时，需要回答的关键问题是“足够慢”有多慢。这个问题可能是一个复杂的问题，特别是对于多体系统，其中缓慢驾驶和大系统尺寸的限制可能无法互换。最近，我们已经证明了多体系统中的量子绝热性与广义正交性突变的关系[Phys. Rev. Lett. 119，200401（2017）]。我们已经证明了一个严格的不等式，这两个现象，并应用它来建立条件的量子化输运的拓扑无源泵。在目前的贡献，我们（i）审查这些发展和（ii）应用不等式建立绝热性的条件，在一个一维系统组成的量子流体和杂质粒子通过流体的外力拉。后者的分析是至关重要的准布洛赫振荡现象在一维平移不变的杂质流体系统的正确定量描述。
2017-11-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
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
Topological Invariants in Nonlinear Thouless Pumping of Solitons
本文提出适用于弱、强非线性区域的统一拓扑不变量，解释孤子非线性 Thouless 泵浦中整数与分数量子化电荷的起源。
2025-06-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
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
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
Integrable many-body quantum Floquet-Thouless pumps
我们构造了一个具有拓扑非平凡手征色散的准粒子激发的相互作用可积Floquet模型。该模型是可积经典元胞自动机的完全量子推广。我们写下并求解了广义量子模型的贝特方程，并表明这些方程具有一种特别简单的形式，可以得到精确的解：本质上，准粒子的行为就像相互作用的硬棒。该模型的广义热力学和流体动力学直接遵循。虽然这个模型是相互作用的，但它异常简单的结构使我们能够构造没有蝴蝶效应的扩散算子;这种构造在其他相互作用的可积系统中似乎是不可能的。这个模型说明了存在一类新的精确可解的，特定于Floquet设置的相互作用的量子系统。
2019-05-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
1+1d SPT phases with fusion category symmetry: interface modes and non-abelian Thouless pump
Institute for Solid State Physics, University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；RIKEN Center for Emergent Matter Science（理化学研究所涌现物质科学中心）
研究1+1维具有有限非可逆对称性C的SPT相，揭示界面模式与非阿贝尔Thouless泵的分类方法。
2026-02-17 cond-mat.str-el hep-th math.QA
Topological pumping assisted by Bloch oscillations
通过增加一个倾斜势来探测更好的拓扑非平凡带，扩展了一维晶格中的绝热量子抽运。这种扩展导致几乎完美的量子化泵浦任意初始状态中选择的频带的兴趣，包括布洛赫状态。在这种方法中，时间变量不仅提供了一个合成的维度，在无扰动泵浦的情况下，但它也有助于均匀采样的所有动量，由于布洛赫振荡引起的倾斜。Bloch振荡的量子化漂移由Berry曲率的一维时间积分决定，Berry曲率实际上是无泵浦拓扑Chern数的整数倍。我们的研究提供了一个简单的方法来产生量子泵浦，这是有用的探测拓扑相变。
2020-06-18 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
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
Topologically protected quantized changes of the distance between atoms
本文证明通过对原子 s 波散射长度进行适当的时间调制，Thouless 泵浦可实现原子间距离的拓扑保护量子化变化，扩展了其在粒子传输之外的应用。
2024-06-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
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
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
Kosterlitz-Thouless phase and $Z_d$ topological quantum phase
已经知道，将经典自旋模型的玻尔兹曼权重编码在多体波函数的振幅中可以提供其相位结构通过使用经典相变来表征的量子模型。特别是，这样的对应关系可以导致找到新的量子相位对应于众所周知的经典相位。在这里，我们调查这个问题的Kosterlitz无（KT）阶段的d-状态时钟模型，我们发现一个相应的量子模型构造通过应用局部可逆变换的d-水平版本的Kitaev的Toric代码。特别地，我们证明了这种量子模型中的基态保真度映射到时钟模型的热容。因此，我们确定了一个扩展的拓扑相变在我们的模型在某种意义上说，对于$d \geq 5$，KT类量子相位之间出现的$Z_d$拓扑阶段和平凡阶段。然后，使用一个映射到时钟模型中的关联函数，我们引入了一个非本地（字符串）的量子模型的观察，指数衰减的两个端点之间的距离相应的字符串在$Z_d$拓扑阶段，而它显示了一个幂律的行为在KT类阶段。最后，利用已知的d态时钟模型的转变温度，我们给出了证据，证明了当d增大时，$Z_d$拓扑相和类KT相的稳定性都增大，但当d增大时，类KT相甚至比$Z_d$拓扑相更稳定.
2020-05-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
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
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
Theory of a peristaltic pump for fermionic quantum fluids
受费米冷原子和纳米结构系统的最新发展的启发，我们提出了蠕动量子泵的模型。从无边界范例来看，蠕动泵是一种量子设备，其产生作为滑动有限尺寸微晶格的效果的粒子通量。一个一维紧束缚哈密顿模型的量子机制定和分析内的格点格林函数形式主义的Keldysh轮廓。泵浦可观测量，例如每周期泵浦粒子，作为泵浦频率的函数，泵浦电位的宽度，粒子的平均自由程和系统温度进行了研究。所提出的分析适用于任意蠕动势作用于费米量子流体局限于一维。这些限制条件可以在纳米结构系统中实现，或者以更可控的方式在冷原子实验中实现。考虑到理论结果的验证，我们描述了模型的结果，考虑一个费米冷原子系统作为范例。
2017-12-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Topological pumping in Aharonov-Bohm rings
拓扑无源泵浦和Aharonov-Bohm效应是由系统的拓扑特性所实现的两种基本效应。在这里，我们一起研究这两种效应：通过Aharonov-Bohm环的相互作用粒子的拓扑泵浦。该系统可以制备高度纠缠的多粒子态，通过拓扑泵浦传输它们，并干涉它们，揭示分数通量量子。通过非平凡的Aharonov-Bohm干涉图案揭示了所产生的状态的类型，该干涉图案可用于量子传感。由干涉引起的反射来自拓扑带之间的跃迁。特定的频带允许传输与带隙缩放作为粒子数的平方根。我们的系统铺平了一条新的道路，结合系统的状态准备和拓扑保护的运输。
2019-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Correlated topological pumping of interacting bosons assisted by Bloch oscillations
无扰动泵浦不仅可以实现量子化输运，而且可以避免中等程度的无序，在实验和理论上都受到了越来越多的关注。在这里，我们探讨粒子-粒子相互作用如何影响拓扑输运调制和倾斜的光晶格。不限于wannier状态，我们的计划，确保了一个无色散量子化的运输，即使是初始的相互作用玻色子的类高斯波包，不均匀地占据一个给定的频带。这是因为倾斜势导致布洛赫振荡在整个布里渊区上均匀地采样Berry曲率。在位电势差、隧穿速率和相互作用之间的相互作用对束缚态和散射态的拓扑输运以及拓扑共振隧穿都有贡献。我们的研究加深了对关联效应对拓扑状态的理解，为检测相互作用系统的拓扑性质提供了一种可行的方法。
2022-08-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Fractional quantization of charge and spin in topological quantum pumps
拓扑量子泵在拓扑上等价于量子霍尔态：在这些系统中，在每个泵浦周期中泵浦的电荷是量子化的，并且与陈省身不变量一致。然而，与量子霍尔绝缘体不同，量子泵可以表现出新颖的现象，例如电荷传输的分数量子化，这是由于它们在参数空间中的独特对称性。在这里，我们报告类似的分数量子化的自旋输运拓扑自旋泵实现在一个一维晶格通过周期性调制塞曼场。在所提出的模型中，这是一个spinfull推广的哈珀-霍夫施塔特模型，在明确定义的分数的泵浦周期期间泵浦的自旋电流的量被量化为自旋陈数的分数。自旋的这种分数量子化是拓扑的，是周期场与基础晶格相互作用所产生的额外对称性的直接结果。
2017-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Topological pumping of quantum correlations
拓扑抽运和对偶变换是凝聚态和统计力学中的典型概念。本文将粒子的拓扑抽运概念推广到量子关联的拓扑抽运。我们提出了一个计划，找到泵协议的高度相关的状态映射到不相关的。我们表明，实现这一目标的一种方法是使用对偶，因为它们是非局部变换，保持系统的拓扑性质。通过使用它们，我们证明了可以实现扭结和类团簇激发的拓扑泵浦。我们发现这些高关联激发态的纠缠在抽运过程中被强烈地改变，并且相互作用增强了对无序的鲁棒性。我们的工作为探索超越粒子概念的拓扑泵浦铺平了道路，并开辟了一条新的途径来研究相关性和拓扑之间的关系。
2020-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
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
Topological Pumping over a Photonic Fibonacci Quasicrystal
准周期晶格最近被证明是物质的非平凡拓扑相。电荷泵-拓扑状态的物质的标志之一-最近实现的光子在一维（1D）的非对角哈珀模型中实现的光子波导阵列。拓扑非平凡的一维Fibonacci准晶（QC）有望促进类似的现象，但其离散性和缺乏泵浦参数阻碍了这种拓扑效应的实验研究。在这项工作中，我们克服了这些障碍，利用一个家庭的拓扑等价的QC范围从斐波那契QC哈珀模型。在光子波导阵列中实现，我们观察到这个家庭的拓扑特性，并执行拓扑泵浦的光子通过斐波那契QC。
2014-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
