用通用对称到哈密顿量方法设计拓扑模型
强关联电子
2020-06-17 v1 量子物理
摘要
对称性是现代物理学的核心。物质相通过对称性破缺分类,拓扑相由非局域对称性刻画,而点群对称性对我们理解晶体材料至关重要。因此,对称性可用作设计具有目标性质的量子系统的判据。为此,我们开发了一种新方法——对称哈密顿量构造(SHC),它以对称性(由运动积分或离散对称变换指定)为输入,输出与这些对称性一致的所有局域哈密顿量(我们的开源代码见 github.com/ClarkResearchGroup/qosy)。该方法建立在慢算符方法[PRE 92, 012128]之上。我们使用这一新方法构造物质拓扑相的新哈密顿量。物质拓扑相是具有量子计算潜在应用的奇异量子相。本工作中,我们关注两类物质拓扑相:具有 Majorana 零模的超导体和 量子自旋液体。在 SHC 方法的第一个应用中,我们解析构造了一大类高度可调的、具有给定目标空间分布的 Majorana 零模的超导哈密顿量。该结果为实现 Majorana 费米子的潜在新实验路径奠定了基础。在第二个应用中,我们在方格子和 kagome 格子上找到了新的 自旋液体哈密顿量。这些新哈密顿量既非对易算符之和,也非无挫的,并且在适当扰动(以保持其 自旋液体行为的方式)下,表现出暗示非可积性的能级间距统计。该结果展示了我们的方法如何自动生成具有可解模型中不常见有趣性质的新自旋液体哈密顿量。
引用
@article{arxiv.1910.10165,
title = {Engineering Topological Models with a General-Purpose Symmetry-to-Hamiltonian Approach},
author = {Eli Chertkov and Benjamin Villalonga and Bryan K. Clark},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.10165},
year = {2020}
}
备注
26 pages, 11 figures, 2 tables