模型分数量子陈绝缘体

我们设计局域晶格模型，其基态为模型分数量子陈绝缘体——以任意有限尺寸下精确基态简并和无穷纠缠能隙为特征的阿贝尔与非阿贝尔拓扑有序态。最显著地，我们为 $\mathcal{Z}_k$ 抛物费米子量子霍尔态的两类不同玻色晶格推广族构造了精确母哈密顿量：(i) 能带填充分数 $\nu=k/(\mathcal{C}+1)$ 的颜色纠缠分数量子陈绝缘体，以及 (ii) $\nu=k/2$ 的向列相态，其中 $\mathcal{C}$ 为我们模型最低能带的陈数。尽管存在涨落的贝里曲率，我们的构造部分无挫折：基态完全居于最低能带内，并逐项精确最小化局域 $(k+1)$-体排斥项。除了提供已知首个 hosting 诸如 Fibonacci 任意子量子霍尔态的高陈数推广等引人状态模型外，其显著的稳定性和有限尺寸性质使我们的模型特别适合研究涉及例如扭曲缺陷和邻近诱导超导等新现象，并可作为设计实验的指南。