非平凡拓扑的量子模拟

我们提出了几种设计方案，用于模拟具有非平凡拓扑流形中的量子多体系统。其核心思想是通过适当利用诱导跃迁，构建一个结合实空间与内部自由度的合成晶格。最简单的例子是将开放的自旋梯转化为具有任意边界条件的闭合自旋链。对该思想的进一步拓展，可将具有内部自由度的开放链转化为不同类型的人工环面和莫比乌斯带。我们表明，在合成晶格中，可以实现具有非欧几里得拓扑的锐利且可扩展流形上的 Hubbard 模型。我们提供了若干实例，展示了拓扑变化对可模拟量子系统的影响，涵盖单粒子层面与多体层面。