在自旋量子模拟器上实验探测三维拓扑绝缘体的量子相
量子物理
2020-09-02 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
物质拓扑相的探测近年来成为核心问题。传统上，凝聚态物理中特定拓扑相的实现依赖于探测真实材料的底层表面能带色散或量子输运特征，而这些可能不完善甚至缺失。另一方面，量子模拟提供了一种在通用量子计算机上直接测量拓扑不变量的替代途径。然而，由于当前实验平台的技术限制，实验展示高维拓扑相仍具挑战。在此，我们研究了AIII（手性酉）对称类中的三维拓扑绝缘体，其尚缺乏实验实现。利用核磁共振系统，我们实验展示了它们的拓扑性质，其中采用了动力学淬火方法，并观测到动量空间中的动力学体-边界对应。结果，拓扑不变量在能带反转面上被高精度测量，展现出对退相干效应的鲁棒性。我们的工作为通过可控量子相变在更高维度和更复杂系统中量子模拟物质拓扑相铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2001.05122,
title = {Experimental Detection of the Quantum Phases of a Three-Dimensional Topological Insulator on a Spin Quantum Simulator},
author = {Tao Xin and Yishan Li and Yu-ang Fan and Xuanran Zhu and Yingjie Zhang and Xinfang Nie and Jun Li and Qihang Liu and Dawei Lu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.05122},
year = {2020}
}
备注
6 pages for main text+ 5 pages for supplementary information