利用磁性量子行走构造反常 Floquet Chern 绝缘体

我们提出了一个利用在二维晶格中进行离散时间量子行走的自旋-1/2 粒子构造反常 Floquet Chern 拓扑绝缘体的可行方案。通过对量子行走协议进行 Floquet 工程化，将 Aharonov-Bohm 几何相位印刻到晶格中的闭合回路路径上，从而实现阿贝尔规范场——即穿过二维电子气的磁通量的类比。我们表明，在强场 regime 下，当每个 plaquette 的磁通量为磁通量子的一大部分时，磁性量子行走产生具有非零 Chern 数的近平能带。此外，我们发现由于周期驱动的非微扰性质，第二个拓扑数——所谓的 RLBL 不变量——对于完整刻画磁性量子行走的反常 Floquet 拓扑相以及计算不同相边界处预期受拓扑保护的边缘模数量是必要的。在本文第二部分，我们讨论了使用二维自旋依赖光晶格中的中性原子实现该方案，其能够生成任意磁场构型，包括具有锐边界的构型。在不同场强区域分隔的边界处观察到的鲁棒原子输运，揭示了 Floquet Chern 能带的拓扑特征。