Quantum interference of topological states of light
拓扑绝缘体是具有带隙的体能谱的材料，但包含出现在其表面的受保护的带隙内态。这些状态表现出显著的特性，如单向传播和对噪声的鲁棒性，为提高量子技术的性能和可扩展性提供了机会。对于量子应用，拓扑状态不可区分是至关重要的。在这里，我们报告了高可见性的量子干涉的单光子拓扑状态的集成光子电路。两个拓扑边界状态，最初在耦合波导阵列的相对边缘，被带到附近，在那里它们干涉并经历分束器操作。我们观察到$93.1\pm2.8\%$可见性Hong-Ou-Mandel（HOM）干涉，这是一种标志性的非经典效应，是基于线性光学的量子计算的核心。我们的工作表明，在拓扑材料中产生和控制高度不可分辨的单光子拓扑态是可行的，为利用拓扑特性增强光子量子技术以及研究拓扑材料中的量子效应开辟了途径。
2019-04-24 physics.optics quant-ph
Symmetry-protected Landau-Zener-Stückelberg-Majorana interference and non-adiabatic topological transport of edge states
本文研究类手性镜像对称性保护的LZSM干涉，利用完全相消干涉在极短时间内实现态转换，并应用于SSH链拓扑边缘态的非绝热拓扑输运。
2025-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Non-Abelian interference of topological edge states
School of Optoelectronic Engineering, Guangdong Polytechnic Normal University（广东技术师范大学光电工程学院）
本研究通过双对称性保护，在耦合链中实现非阿贝尔量子干涉和纠缠态生成，为非阿贝尔拓扑在量子技术中的应用提供了新路径。
2026-02-13 cond-mat.other quant-ph
An atomic test of higher-order interference
规范量子形式主义预言，在多缝实验中记录的干涉图样应该是在双缝实验中观察到的图样的简单组合。这与玻恩定则的有效性有关，并通过核磁共振在光子和分子的精确实验中得到验证。由于玻恩定则的普遍有效性，对其他物理系统进行类似的测试是有指导意义的。在这里，我们讨论类似的三缝实验，使用原子允许三脚架能级配置，如可实现的，例如与碱土类原子。我们涵盖了设置的所有阶段，包括实施狭缝阻断器类似物的各种方法。最终设置的精度进行了估计，并提供了改进以前的实验。
2019-11-29 quant-ph
Temporal Interference from Topological Transitions in Monitored Quantum Dynamics
Bar-Ilan University（巴伊兰大学）；Kyoto University（京都大学）
该研究针对受监控量子动力学，分析w→w-2拓扑跃迁产生的时间干涉，发现其振幅衰减特征，揭示振荡来源并给出最优观测条件，拓展了量子拓扑动力学的相关研究。
2026-10-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Tunable zero modes and quantum interferences in flat-band topological insulators
研究了一类准一维拓扑绝缘体中Aharonov-Bohm（AB）笼化与拓扑保护的相互作用，我们称之为CSSH阶梯。它们是Creutz阶梯和SSH链的混合体，呈现出完全平坦带的状态和丰富的拓扑相图，具有多种受保护的零模式。这些在某些情况下让人想起Creutz阶梯边缘状态，在其他情况下让人想起SSH链边缘状态。此外，它们的高度可调谐性，以及由于AB笼化，它们即使在无梯级情况下的小系统中也保持拓扑保护的事实，使它们适合于量子信息的目的。其中一个阶梯可以属于BDI，AIII和D对称类，这取决于它的参数，后者在非超导模型中是不寻常的。两个模型也可以窝藏拓扑端模式，不遵循通常的体积边界对应，而是与陈数。最后，我们提出了一些实验设置，以实现CSSH梯子与当前的技术，专注于光子晶格的情况下。
2021-11-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Manipulating the Majorana Qubit with the Landau-Zener-Stückelberg Interference
构造一个普适的Majorana量子比特操作方案是拓扑量子计算的核心问题。我们研究了Majorana量子比特中的Landau-Zener-Stückelberg干涉，并证明了这种干涉可以用来实现可控操作。马约拉纳量子比特由具有拓扑纳米线约瑟夫森结的rf SQUID组成，该拓扑纳米线具有马约拉纳束缚态。在SQUID中，磁通量脉冲可以驱动马约拉纳量子比特的量子演化。当脉冲的幅度围绕超导通量量子$2e/\hbar$调谐时，量子位经历两次朗道-齐纳跃迁。两个跃迁之间的Landau-Zener-Stückelberg干涉使Majorana量子比特旋转，角度由脉冲的时间尺度控制。这种旋转操作在Majorana量子比特上实现了高速单量子比特门，这是拓扑量子计算的必要成分。
2015-04-13 cond-mat.supr-con quant-ph
Topological Wilson-loop area law manifested using a superposition of loops
我们引入了一个新的拓扑效应，涉及两个介子环的干涉，表现出路径无关的拓扑面积依赖。这种效应也在夸克禁闭、威尔逊环和拓扑干涉效应之间建立了联系。虽然这只是粒子物理学背景下的一个gedanken实验，但这样的实验可以实现并用作测试动态规范理论的量子模拟中的限制效应和相变的工具。
2013-04-24 hep-th quant-ph
Tunable quantum interference using a topological source of indistinguishable photon pairs
量子光源，特别是在所有自由度上都不可区分的相关光子对，是实现连续变量量子计算和诸如高斯玻色子采样的范例的基本资源。纳米光子系统提供了一个可扩展的平台，用于实现不可区分的相关光子对的源。然而，这样的源到目前为止依赖于使用单个组件，例如单个波导或环形谐振器，这提供了有限的能力来调谐光子之间的光谱和时间相关性。在这里，我们展示了使用的拓扑光子系统，包括一个二维阵列的环形谐振腔产生不可区分的光子对动态可调的光谱和时间的相关性。具体来说，我们实现了双泵自发四波混频在这个阵列的硅环谐振器，具有拓扑边缘状态。我们表明，在一个宽的带宽的边缘状态的线性色散允许我们调整的相关性，因此，光子之间的量子干涉，通过简单地调整两个泵浦频率的边缘带。此外，我们证明了所产生的光子之间的能量-时间纠缠。我们还表明，我们的拓扑源是固有的保护制造障碍。我们的研究结果为可扩展和可调谐的压缩光源铺平了道路，这些光源对于使用连续变量的量子信息处理来说是不可或缺的。
2021-01-20 physics.optics quant-ph
Non-Linear Interference Challenging Topological Protection of Chiral Edge States
本研究发现Floquet拓扑系统中的非线性散射效应可挑战手性边缘态的拓扑保护，波包碰撞结果可由相对相位调控，并提出耦合波导和冷原子凝聚体两个实验验证平台。
2023-08-29 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
On the analogy of quantum wave-particle duality with bouncing droplets
我们探讨的流体动力学类似物的量子波粒二象性的上下文中的弹跳液滴系统，我们在这样一种方式，以促进比较德布罗意-玻姆解释的量子力学。通过数值方法，我们得到的单缝衍射和双缝干涉图案，强烈类似于那些在实验中报道，并反映了惊人的相似性量子衍射和干涉的唯象水平。然而，我们发现了与量子力学的明显区别，这些区别来自基本水平上的控制方程。
2014-10-06 physics.flu-dyn quant-ph
All-order momentum correlations of three ultracold bosonic atoms confined in triple-well traps: Signatures of emergent many-body quantum phase transitions and analogies with three-photon quantum-optics interference
研究了线性三势阱中三个无自旋超冷玻色相互作用中性原子的全阶动量关联函数.用于相互作用原子的基本哈密顿量是一个增广的三位哈伯德模型。我们的研究目标是大质量粒子的物质波干涉，旨在建立实验协议，用于表征被捕获的吸引或排斥相互作用的超冷粒子的量子态，具有可变的相互作用强度。通过对多粒子相互作用系统的全阶量子态的分析，揭示了我们的研究结果对于全面理解相互作用多粒子系统的量子态的本质所具有的优势和深刻的物理意义。（即第一、第二和第三）动量关联函数，的相互作用强度引起的紧急量子相变从莫特绝缘相的超流的飞行时间干涉询问的背景下进行说明和讨论。此外，我们讨论了我们的干涉询问建立强类比的量子光学干涉的三个光子，包括真正的三光子干涉，这是重点探索的目标是开发和实施的量子信息应用和量子计算。
2020-05-31 cond-mat.quant-gas nucl-th quant-ph
Quantum decay in a topological continuum
在一个共同的连续谱中，两个或多个重叠共振的量子力学衰减在很大程度上受到Fano干涉的影响，导致重要的现象，如连续谱中束缚态的存在，单粒子衰变的分数衰减和静态动力学，以及多体量子衰变中粒子统计的签名。观察法诺干涉的一个被忽视但又必不可少的要求是浴的时间反演对称性。在这里，我们认为多级量子衰变在浴维持单向（手征）传播状态，如在量子霍尔或Floquet拓扑绝缘体，并表明，手征性质的散射状态完全抑制Fano干扰重叠共振。结果，在连续谱中没有束缚态，量子衰变是完全的，并且在衰变过程中没有任何粒子统计的特征。尽管如此，一些有趣的功能是公开的多级衰减动力学在拓扑浴，如高阶异常点的外观，长静态动态随后快速衰减，并有可能观察阻尼非厄米布洛赫振荡。
2019-08-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Self-organized topological insulator due to cavity-mediated correlated tunneling
拓扑材料在量子技术中有潜在的应用。非相互作用的拓扑材料，例如，拓扑绝缘体和超导体通过基本对称类来分类。相反，它只是部分理解相互作用如何影响拓扑性质。在这里，我们讨论一个模型，拓扑结构出现从单粒子动力学和全球相互作用之间的量子干涉。该系统由软核玻色子组成，它们通过一维晶格中的全局相关跳跃相互作用。量子干涉的发生导致晶格平移对称性的自发破缺，相应的相位类似于著名的Su-Schriefer-Heeger模型的非平凡态。与费米子的佩尔斯不稳定性一样，新出现的量子相是一种拓扑绝缘体，并且在半填充处被发现。起源于量子干涉，这种拓扑相位在“精确”密度矩阵重整化群计算中被发现，而在平均场方法中完全不存在。我们认为，这些动力学可以实现在现有的实验平台，如腔量子电动力学设置，其中的拓扑特征可以在谐振器发出的光中显示。
2021-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
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
Anatomy of Topological Surface States: Exact Solutions from Destructive Interference on Frustrated Lattices
拓扑相的标志是其强大的边界签名，其有趣的特性-如陈氏绝缘体手性边缘的单向传输和外尔半金属表面上形成开放费米弧的表面状态的突然消失-不可能单独在表面上实现。然而，尽管非相互作用的拓扑体哈密顿量及其伴随的能谱非常简单，但对相应表面态的详细研究基本上仅限于数值模拟。然而，在这项工作中，我们表明，拓扑和平凡的表面状态的精确解析解，可以获得通用紧束缚模型上的一大类几何挫折格在任何维度，而不需要微调的跳跃幅度。我们的解决方案来自当地的约束相当于相邻层晶格垂直于表面之间的相消干涉，并提供微观的见解，使许多所需的性能分析计算的表面状态的结构。我们说明了我们的一般性研究结果，大量的例子在两个和三个空间维度。值得注意的是，我们推导出精确的手性陈省身绝缘体边缘状态的自旋轨道耦合kagome晶格，费米弧相关的各种最近合成的烧绿石铱酸盐板。值得注意的是，每个烧绿石板表现出费米弧，虽然只有那些具有磁性的一进三出配置功能块外尔节点在现实的参数制度。此外，我们的方法信号的拓扑表面状态的情况下，我们说明了一类模型类似于平凡的沙漏材料KHg $X$的表面。
2017-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
