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纠缠熵作为拓扑相变探针

强关联电子 2026-04-09 v2 无序系统与神经网络 量子气体 量子物理

摘要

纠缠熵 (EE) 为探测量子相提供了强大的工具,但其在识别无序系统中拓扑相变的作用仍未得到充分探索。我们引入一个基于EE的精确框架,能够在无序存在下捕捉拓扑相变。具体而言,对于一类Su-Schrieffer-Heeger (SSH) 模型变体,我们展示,在半填充和接近半填充基态之间的EE差值 ΔSA\Delta S^{\mathcal{A}} 在拓扑相中消失,但在平凡相中保持有限,这是由于边缘态局域化的直接结果。这一行为即使在准周期或二进制无序的情况下也仍然成立。通过分析SSH链中的域壁配置,我们进一步展示,子系统调谐允许区分真正的拓扑零能本征态与平凡局域态。通过传递矩阵计算的Lyapunov指数导出的精确相边界与 ΔSA\Delta S^{\mathcal{A}} 和拓扑不变式 Q\mathcal{Q} 的数值结果高度一致,其中 ΔSA\Delta S^{\mathcal{A}} 在某些情况下优于 Q\mathcal{Q}。我们的结果突显了EE作为稳健诊断工具的作用,并可能作为量子信息与凝聚态物理方法探索拓扑物质之间的桥梁。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.15897,
  title  = {Entanglement entropy as a probe of topological phase transitions},
  author = {Manish Kumar and Bharadwaj Vedula and Suhas Gangadharaiah and Auditya Sharma},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.15897},
  year   = {2026}
}

备注

16 pages, 11 Figures