测量声子系统的纠缠熵及其拓扑特征
量子物理
2024-04-02 v1 材料科学
光学
摘要
纠缠熵是一个基本概念，在从量子信息科学、黑洞到材料科学等多个领域中的重要性日益凸显。在复杂材料和系统中，纠缠熵为理解系统复杂行为背后的集体自由度提供了深刻见解。作为众所周知的预测，对于具有能隙激发的系统，纠缠熵表现出面积律；而在无能隙费米子系统中，它遵循 Gioev-Klich-Widom 标度律。此外，纠缠谱提供了超越传统范式的拓扑相和相变的显著表征。然而，由于在物理系统中测量纠缠熵存在困难，许多这些基本预测尚未在实验中得到证实。在此，我们通过探测声子系统中的非局域关联，报告了对上述预测的实验验证。通过声子晶体中的泵浦-探测响应，我们获得了具有费米子填充类似的声子系统的纠缠熵和纠缠谱。借助这些测量，我们验证了一维和二维中各种准粒子色散的纠缠熵的 Gioev-Klich-Widom 标度律。此外，我们在纠缠谱和纠缠熵中观察到了拓扑相的显著特征，这揭示了一种不依赖体-边对应关系的、前所未有的拓扑相探测途径。这里的进展开辟了一个前沿领域，其中纠缠熵可作为研究涌现相和相变的重要实验工具，并可推广到非厄米及其他非常规体系。
引用
@article{arxiv.2312.08632,
title = {Measuring entanglement entropy and its topological signature for phononic systems},
author = {Zhi-Kang Lin and Yao Zhou and Bin Jiang and Bing-Quan Wu and Li-Mei Chen and Xiao-Yu Liu and Li-Wei Wang and Peng Ye and Jian-Hua Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.08632},
year = {2024}
}