腔体中拓扑边缘态的带隙辅助量子调控

具有奇异拓扑序的量子物质在量子计算中有潜在应用。然而，在目前的实验中，对拓扑态的操控仍具挑战性。我们在此提出一种光学调控拓扑物质的架构。我们考虑一个具有 Su-Schrieffer-Heeger（SSH）哈密顿量并与微波腔耦合的拓扑超导量子比特阵列。基于拓扑量子比特阵列的宇称性质，我们提出一种光谱学方法以观测拓扑相变，即边缘到体态的跃迁。这一新方法可通过设计腔-量子比特耦合来实现。本工作的主要目的在于理解拓扑相变如何影响光-物质相互作用。我们发现拓扑带隙在此问题中起本质作用。在拓扑相中，简并边缘态与腔场耦合的共振真空 Rabi 分裂因带隙而受到保护，不同于体态的分裂。在色散区，由于拓扑带隙的存在，腔诱导的边缘态间耦合主导于边缘与体态间的耦合。结果，拓扑边缘态之间发生量子干涉，并实现了单光子穿过拓扑量子比特阵列边界的传输。我们的工作可为拓扑量子态工程铺平道路。