通过量子淬火表征拓扑相：一个通用理论

我们研究了一种通过量子淬火表征拓扑量子相的通用动力学理论，并研究了当淬火从深层或浅层平庸相启动至拓扑区域时量子动力学中涌现的拓扑。考察了两种动力学方案：一种是通过沿任意轴的单次淬火所诱导的量子动力学来表征拓扑相，另一种则施加相对于所有（赝）自旋轴的淬火序列。这两种方案都建立在所谓的动力学体-面对应关系之上，该关系表明具有整数不变量的 $d$ 维（$d$D）拓扑相可由在 $(d-1)$D能带反演面（BISs）上涌现的动力学拓扑图案来表征。我们证明第一种动力学方案对深淬火和浅淬火均适用，后者初始化于未完全极化的平庸相。然而对于第二种方案，当淬火研究的初始相从深平庸（完全极化）变到浅平庸（未完全极化）区域时，预测淬火动力学中会出现一种与穿越BISs的拓扑电荷相关的新的动力学拓扑转变。我们精确获得了该动力学拓扑转变的通用判据。高于判据时，BISs上的量子动力学很好地表征了淬火后哈密顿量的拓扑。低于判据时，淬火动力学可能描绘一种新的动力学拓扑；淬火后拓扑可由涌现拓扑不变量加上移出BISs所围区域之外的总电荷来表征。我们通过数值计算2D量子反常霍尔模型说明了我们的结果。本工作拓宽了通过非平衡量子动力学分类拓扑相的途径，并具有实验实现的可行性。