利用超导量子比特实验观测张量单极子
量子物理
2021-01-13 v2 介观与纳米尺度物理
量子气体
摘要
单极子在规范理论和拓扑物质中扮演核心角色。物理中有两种基本类型的单极子：矢量单极子和张量单极子。矢量单极子的例子包括 3D 中的 Dirac 单极子和 5D 中的 Yang 单极子，它们已在凝聚态或人工系统中被广泛研究并观测到。然而，张量单极子研究较少，且其观测尚未见报道。在此，我们实验构造了一个可调自旋-1 哈密顿量以产生张量单极子，随后利用超导量子电路测量其独特特征。我们成像了一个具有作为张量单极子的三重简并点的 4D Weyl 类哈密顿量的能量结构。通过量子度量测量，我们报道了首个测量张量单极子拓扑电荷 Dixmier-Douady 不变量的实验。此外，我们观测到由拓扑 Dixmier-Douady 不变量（而非用于奇数维空间中传统单极子的陈数）表征的拓扑相变。
引用
@article{arxiv.2006.11770,
title = {Experimental Observation of Tensor Monopoles with a Superconducting Qudit},
author = {Xinsheng Tan and Dan-Wei Zhang and Wen Zheng and Xiaopei Yang and Shuqing Song and Zhikun Han and Yuqian Dong and Zhimin Wang and Dong Lan and Hui Yan and Shi-Liang Zhu and Yang Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.11770},
year = {2021}
}
备注
6+6 pages, 4+4 figures; version accepted for publication in PRL