通过 Floquet 工程制备拓扑手性自旋液体的量子态

在凝聚态物理中，手性自旋液体 (CSL) 是电子分数量子霍尔态（连续介质中）或分数量子陈绝缘体（晶格上）的量子自旋类比。与后者一样，CSL 是引人注目的物质状态，表现出拓扑序和手性边缘模。在冷原子平台等量子模拟器上制备 CSL 仍然是一个未解决的挑战。在此，我们提出了一种简单的方案，即在位于正方晶格格点上的有限自旋 -1/2 团簇上进行操作。我们以共振价键 (RVB) 非手性自旋液体作为初始态，对其施加强近邻 Heisenberg 耦合的快速时间调制，并遵循不同的协议（非平衡淬火或驱动的半绝热斜坡），展示了此类 CSL 相的缓慢涌现。从驱动哈密顿量的高频 Magnus 展开获得的有效 Floquet 动力学，提供了一个非常准确且简单的框架，能够完全捕捉非平衡动力学。通过对制备出的态进行投影纠缠对态 (Projected Entangled Pair states) 分析，进一步揭示了手性相的拓扑性质。最后，我们讨论了其在量子计算中的可能应用。