用于检测合成量子系统中相关拓扑绝缘体的测量协议

二维拓扑绝缘体以对称性保护的异常边界模式为特征，已推广到强相关体系中，适用于玻色子和费米子系统。随着相关拓扑绝缘体 (TI) 逐步实现于量子模拟器中，常规探测手段如传输测量在这些合成平台上难以实现。本研究聚焦于两种相关 TI 示例：一种由 $\mathbb{Z}_2\times U(1)$ 对称性保护的玻色子 TI，以及一种由时反演对称性保护的费米子量子自旋霍尔绝缘体。我们提出一种统一、易于实现的协议，基于测量大亚区 $A$ 内总电荷算符 $\hat{Q}_A$ 的无序参数 $\langle\exp(\mathrm{i}\theta \hat{Q}_A)\rangle$。我们的关键发现是，该量随 $\theta$ 的非解析性依赖是相关 TI 的特征，具有免于脱相干的鲁棒性。我们通过数值模拟和解析推导均建立了该诊断方法。该协议适合在近期量子模拟平台上实现，为实验确认相关 TI 提供了直接途径。