Interplay between disorder and topology in Thouless pumping on a superconducting quantum processor
本研究在41比特超导量子处理器上观测Thouless泵浦与无序的相互作用，改进Floquet工程技术实现绝热泵浦，证实无序增强会破坏拓扑泵浦，还首次实验实现准周期跃迁无序诱导的内禀拓扑泵浦，为无序拓扑物理研究提供量子模拟平台。
2025-05-22 quant-ph
Nonlinear topological pumping of edge solitons
本文利用非线性Gross-Pitaevskii方程研究非线性强度对边缘孤子拓扑泵浦的影响，揭示了不同非线性强度下泵浦通道的破坏、单向化、杂化及关闭现象。
2024-12-16 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
Adiabatic pumping of topological corner states by coherent tunneling in a 2D SSH model
College of Physics and Electronic Engineering, Institute of Solid State Physics, Sichuan Normal University（四川师范大学物理与电子工程学院、固体物理研究所）
通过相干隧穿在二维SSH模型中实现拓扑角态的高效绝热泵送，提升传输保真度和效率。
2025-11-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spontaneous topological pumping in non-Hermitian systems
我们在非厄米系统中引入调制不稳定性来研究拓扑边态的态转换。我们证明了非厄米系统中的态转换导致拓扑抽运，这是一种将拓扑边态从一边转移到另一边的方式。与厄米特系统相反，拓扑泵浦可以在非厄米特系统中自发发生。
2019-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.optics
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
Thouless pumping and generation of squeezed Fock-state superpositions in a Fock-state lattice
National University of Defense Technology（国防科技大学）；Shenzhen University（深圳大学）
该研究在一维半无限福克态晶格中探究Thouless泵浦，提出受拓扑保护的压缩福克态叠加态制备方案，将Thouless泵浦用作量子态工程工具以制备玻色模式非经典态。
2026-09-03 quant-ph
Topological pumping induced by spatiotemporal modulation of interaction
本文提出利用相互作用的时空调制破坏时间反演对称性，在无单粒子对应物的多粒子体系中实现整数与分数拓扑泵浦，并揭示边缘态输运和纠缠熵转变。
2024-01-07 cond-mat.mes-hall 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
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
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 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
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
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
Fermionizing the ideal Bose gas via topological pumping
本文研究一维玻色气体拓扑泵浦中的多体态相干性与关联，发现在零和无穷大相互作用下动量分布重标度及关联函数自相似行为，揭示了拓扑泵浦诱导的玻色与费米关联间的非平庸映射。
2025-04-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Topological pumping in the one-dimensional Bose-Hubbard model
利用含时密度矩阵重整化群方法研究了强相互作用系统中的拓扑量子抽运。所考虑的系统描述的哈密顿量的一维扩展玻色-哈伯德模型中存在的相关跳跃，打破晶格反转对称性。该模型已被预测支持拓扑泵浦[E. Berg，M. Levin和E. Altman，Phys. Rev. Lett. 106，110405（2011）]。泵浦电荷是量子化的，具有拓扑性质。我们提供了一个详细的分析的有限尺寸标度行为的泵浦电荷和其偏离量子化值。此外，我们还分析了由于有限的调制频率的非绝热修正。我们考虑两种配置：其中参数的时间依赖性引起循环电流的闭合环，以及其中由于由体引起的泵送机制而将粒子从一个边缘拖到相对边缘的有限的末端开放的链。
2013-02-25 cond-mat.str-el 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
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
Non-Adiabatic Effect in Topological and Interacting Charge Pumping
本文研究拓扑电荷泵浦中非绝热效应导致的偏离量子化，提出泵浦效率可约束纠缠产生，并在Rice-Mele-Hubbard模型中通过可解泵浦方案验证了猜想。
2024-02-08 cond-mat.mes-hall 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
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
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 photon pumping in quantum optical systems
本文提出一维长程耦合系统中的拓扑泵浦概念，通过扩展Rice-Mele模型证明光子在一维发射体链上的拓扑保护传输，并在三种量子光学平台中验证了高达99.9%的周期保真度及对局域无序的鲁棒性。
2024-09-25 physics.atom-ph physics.optics quant-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
Interaction-enabled topological pumping of Rydberg electrons
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Rice University（莱斯大学）
实验观测到合成晶格中里德伯电子的相互作用增强拓扑泵浦，通过调控相互作用强度驱动拓扑转变，实现量子化输运的产生与破坏。
2026-06-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Correlation-Assisted Quantized Charge Pumping
我们研究电荷泵附近的序阻碍的拓扑相位，即对称性保护的拓扑相位掩盖的自发对称性破缺在强关联的存在下。为了探索这一点，我们研究了一个原型的苏-Schrieffer-Heeger模型与有限范围的相互作用，产生轨道电荷密度波秩序，并表征这种秩序对模型的拓扑性质的影响。在有序阶段，多体拓扑不变量失去量化，我们发现，不仅是量子化的电荷泵仍然是可能的，但它甚至是协助集体性质的轨道电荷密度波顺序。值得注意的是，我们表明，无源泵的情况下，可以用来揭示底层的拓扑结构的顺序受阻的阶段。
2021-01-19 cond-mat.str-el quant-ph
Interaction-assisted topological pumping in few- and many-atom Rydberg arrays
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Rice University（莱斯大学）
研究通过少体和多体原子阵列探讨了偶极相互作用对拓扑泵动的影响，揭示了自束缚态的高效泵动及强相关量子泵动现象。
2025-12-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph 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
Biorthogonal topological charge pumping in non-Hermitian systems
本文研究一般非厄米系统中的量子化电荷泵浦，证明其须由双正交形式保证，并将泵浦电荷分别与 Chern 数及非厄米趋肤效应下的非 Bloch Chern 数联系起来。
2024-06-18 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 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
Accelerated Topological Pumping in Photonic Waveguides Based on Global Adiabatic Criteria
Jilin University（吉林大学）；Zhengzhou University（郑州大学）；Central South University（中南大学）
本文提出基于全局绝热准则的光子波导中加速拓扑泵送方法，通过控制非绝热性实现高保真度传输，实验展示了更小设备长度和更宽带宽的性能优势。
2026-01-13 physics.optics quant-ph
Fermionic tensor networks for higher order topological insulators from charge pumping
将电荷泵理论应用于d维拓扑绝缘体的费米子张量网络表示，得到了（d+1）维拓扑绝缘体的张量网络态。在Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型下，我们从d=1的矩阵乘积态（MPS）出发，构造了一个二维的陈氏绝缘体的投影纠缠对态（PEPS）.在扩展的参数二阶TI，我们建立了一个三维TNS手性铰链TI从PEPS在d=2的四极模型的阻碍原子绝缘体（OAI）。以这种方式获得的（d+1）维TNS具有恒定的键尺寸继承的d维TNS在所有，但一个空间方向，使它们的候选人的数值应用。从d维模型中，我们确定间隙次近邻哈密顿插值之间的平凡和OAI阶段的完全二聚SSH和四极模型，其基态给出的MPS和PEPS的恒定键尺寸等于2，分别。
2019-12-17 cond-mat.str-el 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
Topological fractional pumping with alkaline-earth(-like) ultracold atoms
碱土金属类超冷原子，在光晶格中和外加规范场的作用下，可以稳定以密度和磁序为特征的Mott绝缘相。我们表明，这个属性可以用来实现拓扑分数泵。我们的分析是基于多体绝热膨胀和随时间变化的矩阵产品状态的数值模拟。我们通过包括有限尺寸和非绝热修正来修正泵浦协议。对于一种特定形式的原子-原子相互作用，我们提出了一个精确可解的分数泵模型。最后，数值模拟使我们能够彻底研究一个现实的设置服从实验实现。
2016-07-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el 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
A solid state emitter embedded in a microcavity under intense excitation: a variational master equation approach
本文研究了强激光驱动下，高质量半导体微腔中声子池对固态二能级系统共振荧光的耗散效应。在密度算子的形式主义，我们推导出一个变分主方程有效的更广泛的范围内的温度，抽运率，和辐射物质的耦合，比以前的研究。从所得到的主方程，荧光光谱的各种热和激发条件下进行了数值计算，并从弱耦合和极化子主方程，分别计算出的。我们的研究结果证明了这些粗糙的方法在温度升高和强泵浦下的分解。
2018-11-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exploring Thouless Pumping in the Generalized Creutz Model: A Graphical Method and Modulation Schemes
Sichuan Normal University（四川师范大学）；Shanxi Normal University（山西师范大学）
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
Topological States and Adiabatic Pumping in Quasicrystals
准晶和拓扑绝缘体的发现反过来又挑战了凝聚态物理的主流范式。我们发现一个令人惊讶的准晶体和拓扑相的物质之间的联系：（i）准晶体表现出非平凡的拓扑性质和（ii）这些属性归因于维度高于准晶体。具体地说，我们从理论和实验两方面证明，一维准晶被赋予二维陈氏数，并且分别表现出与二维量子霍尔系统的边缘态等价的拓扑保护边界态，我们利用这些态的拓扑性质来自动地泵浦光穿过准晶。我们将我们的结果推广到高维系统和其他拓扑指数。因此，准晶为拓扑相的研究提供了一个新的平台，而它们的拓扑结构可以更好地解释它们的表面性质。
2012-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Creating quantum many-body scars through topological pumping of a 1D dipolar gas
量子多体伤疤，即相关量子混沌系统的长寿命激发态，是一个具有重要基础和技术意义的研究课题。我们创造了新的疤痕状态，在玻色子一维量子气体的镝稳定的超Tonks Girardeau气体对崩溃和热化与排斥长程偶极相互作用。刚度和能量密度的测量表明，该系统是动态稳定的接触相互作用的强度无关。这使我们能够循环接触相互作用，从弱到强排斥，然后是强吸引，最后是弱吸引。我们表明，这个周期是一个能量空间拓扑泵（由于量子holonomy）。迭代这个循环提供了一种未探索的拓扑抽运方法来创建量子多体伤疤状态的层次结构。
2020-02-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-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
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
Topological energy pumping in a quasi-periodically driven four-level system
SISSA（的里雅斯特国际高等研究学校）；Harish-Chandra Research Institute, a CI of Homi Bhabha National Institute（哈里什-昌德拉研究所，霍米·巴哈国家研究所下属中心）；Department of Physics, BITS Pilani-Hyderabad Campus（比拉理工学院海得拉巴校区物理系）
研究准周期驱动四能级系统实现二维合成Floquet晶格，揭示拓扑能量泵送机制，发现能量交换速率受自旋-轨道耦合影响，通过计算自旋陈数验证边缘模式存在。
2026-05-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantized topological energy pumping and Weyl points in Floquet synthetic dimensions with a driven-dissipative photonic molecule
本研究提出驱动-耗散光子分子体系，利用其特性增强Floquet合成维度的量子化拓扑能量泵浦，还可实现Weyl点与Berry曲率测量，支持低调制带宽下的高维拓扑哈密顿量k空间工程。
2023-05-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Universal nonadiabatic energy pumping in a quasiperiodically driven extended system
Floquet工程的拓扑状态的物质的范例可以被推广到时间准周期的情况下，一个较低的维度的时间依赖系统映射到一个更高的维度，通过结合物理维度与额外的合成维度产生的多个不相称的驱动频率。不同于以往大多数作品中，间隙的拓扑相位被认为是，我们提出了一个实验上可实现的，一维链驱动的两个频率，映射到一个无间隙的Weyl半金属在合成维度。通过理论推导和数值模拟，我们发现该系统的非绝热量子动力学表现出具有普适函数特征的能量泵浦行为。我们还数值发现，这种行为是强大的对相当数量的空间无序。
2021-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
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
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
Topology-Induced Spontaneous Non-reciprocal Pumping in Cold-Atom Systems with Loss
我们提出了一个现实的冷原子量子设置的非平凡能带拓扑诱导非互易泵浦。这是一个有趣的非厄米特现象，说明了拓扑结构，当辅助原子损失，可以作为一个“开关”的非厄米特趋肤效应（NHSE），而不是作为一个被动的属性，是由NHSE修改。特别是，我们提出了一个晶格振动的情况下，实现一个二维的冷原子平台，其中非互易性仅在存在的原子损失和拓扑本地化由于时间反演对称性破缺。这种自发的非互易泵浦表现为不对称的动力学演化，沿系统边缘的原子布居检测。我们的研究结果可能会引发在非互易原子电子学中的应用，其中损耗和拓扑机制合谋控制原子输运。
2019-10-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum simulation of spin ordering with nuclear spins in a solid state lattice
提出了一个自旋晶格哈密顿量的量子模拟实验。固态晶格中核自旋之间的偶极相互作用可以通过快速射频脉冲进行调制。这样，系统的有效哈密顿量就可以转化为具有长程相互作用的反铁磁海森堡模型的形式。使用具有强光学性质的半导体材料如InP，可以通过光泵浦实现核自旋的冷却。一个额外的冷却阶段是由绝热退磁在旋转框架（ADRF）下降到核自旋温度，我们预计从顺磁到反铁磁相的相变。这种相变可以通过探测自旋晶格的磁化率来观察。我们的计算表明，采用目前的光抽运技术，观察这种相变是在实验范围内。
2007-03-20 cond-mat.stat-mech 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
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
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
Photonic topological pumping through the edges of a dynamical four-dimensional quantum Hall system
当二维电子气暴露于垂直磁场和面内电场时，其电导在横向面内方向上变得量子化：这被称为量子霍尔（QH）效应。这种效应是系统的电子能带结构的非平凡拓扑的结果，其中被称为第一陈氏数的整数拓扑不变量导致霍尔电导的量子化。有趣的是，QH效应可以在数学上推广到四维空间（4D），但这种效应从未实现过，原因很明显，实验系统被束缚在三维空间。在这项工作中，我们利用光子波导阵列提供的高可调谐性和控制，实验上实现了一个动态生成的4D QH系统，使用耦合光波导的2D阵列。波导间分离被构造成使得光沿着器件的传播在与两个物理维度正交的方向上在更高维动量上采样，从而实现2D拓扑泵浦。结果，器件的能带结构与被称为第二陈氏数的4D拓扑不变量相关联，第二陈氏数支持具有4D对称性的量化体霍尔响应。在一个有限尺寸的系统中，4D拓扑批量响应进行的局部边缘模式，作为调制的辅助动量的函数的样品交叉。我们直接观察到这种交叉通过光子泵从边缘到边缘和角到角的系统。这相当于在一个4D系统中从一个3D超曲面到相对的一个超曲面以及从一个2D超边缘到另一个超边缘的电荷泵，并且作为高维拓扑物理学的第一个实验实现。
2017-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Non-adiabatic extension of the Zak phase and charge pumping in the Rice--Mele model
本文利用Landau-Zener（LZ）跃迁方法研究了Rice-Mele模型中Zak相的弱非绝热效应和拓扑电荷泵效应。非绝热效应是制定使用LZ传输矩阵。有效低带波函数通过两个避免出现在两带瞬时能谱中的交叉点来拾取Stokes相位以及通常的动力学相位。上带的干涉效应对下带粒子数的衰减行为有决定性的影响。一个非绝热扩展的Zak相，然后可以制定，对应的质心的较低频段的Wannier函数。此外，我们估计的有效性的LZ形式主义和验证的拓扑电荷泵的量子化通过改变扫描速度的故障。
2019-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas quant-ph
