基于粒子群优化的Floquet工程：最大化拓扑不变量

通过周期驱动设计具有极大拓扑不变量的拓扑相态在理论与实验上均具意义。如本工作所倡导，此类Floquet工程可借助群智能家族中的粒子群优化（PSO）技术优雅实现。鉴于传统基于梯度的优化方法不适合直接优化作为整数的拓扑不变量，高效的PSO路径在搜寻奇异拓扑相中带来新前景，且所需物理资源有限。我们的结果尤为及时，鉴于文献中两点重要认识：低频驱动有利于产生大拓扑不变量，但开放式的低频驱动常导致所获拓扑不变量剧烈涨落。事实上，利用具有三个准能带的简单连续驱动Harper模型，我们展示Floquet能带Chern数相比同周期简谐驱动可获数倍增长，且无需更多驱动场能量代价。还发现所得Floquet绝缘体能带仍具良好能隙，最大化的拓扑不变量与Thouless泵浦的物理观测一致。开放边界条件下众多边缘模的出现也与体-边对应相符。我们的结果有望对Floquet拓扑物质中多种拓扑不变量的优化极为有用。