Floquet 合成维度中超越平方格子的量化拓扑相
量子物理
2025-01-30 v1
摘要
拓扑效应在多种晶格几何中都有体现. 尽管平方格子因其简单性而被用于支持非平凡拓扑的模型, 但诸如 Dirac 点、Weyl 点和 Haldane 相等诸多奇异拓扑现象却主要由非平方格子支持. 石墨烯的蜂窝格子和卡斯格木格子等原型性非平方格子均破坏基本对称性, 并在纳入长程跳跃和规范场时可表现出量化输运. 可控实现长程跳跃和规范场的挑战, 激励了大量研究致力于利用编码于"合成维度"的晶格. 光子具有众多内部自由度, 因而在实现这些合成维度方面具有潜在优势; 然而, 目前的光子合成维度大多创建 1 维或 2 维平方格子. 本文表明, 可通过 Floquet 合成维度实现非平方格子哈密顿量. 我们的构造利用动态调制的环形共振器, 提供了直接 空间工程晶格哈密顿量的能力. 这种构造将平方几何简化实现的约束转移至复杂 Floquet 驱动信号的工程化, 而非由晶格向量正交性所致. 我们模拟了 Haldane 和砖墙 Haldane 模型的拓扑特征, 并在外部光驱动和光子损耗存在时观察到其稳健性, 并讨论了在这些 Floquet 格子上实现其拓扑输运的独特特性. 我们的方案表明, 可通过驱动-耗尽型 Floquet 合成维度作为高维晶格几何 空间哈密顿量仿真的新型架构.
引用
@article{arxiv.2411.02475,
title = {Quantized topological phases beyond square lattices in Floquet synthetic dimensions},
author = {Samarth Sriram and Sashank Kaushik Sridhar and Avik Dutt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.02475},
year = {2025}
}