调制量子比特阵列中的辐射拓扑双光子态

我们研究空间调制量子比特阵列（两能级原子阵列）中与波导耦合的光子束缚对的拓扑性质。虽然束缚对表现为 Bloch 波，但其在由质心动量与调制相位构成的参数空间中具有拓扑非平凡性，其中调制相位起到合成维度的角色。在每个原胞含三个两能级原子（量子比特）的超晶格中，我们计算了束缚态光子带的陈数，结果为 $(1,-2,1)$。对于开放边界条件，我们发现具有辐射损耗的奇异拓扑束缚对边缘态。与传统的体-边对应情形不同，这些新颖边缘模不仅存在于分隔束缚对能带的带隙中，也可能与能带合并并穿透进入能带。通过连接两种具有不同空间调制的构型，我们发现长寿命的界面态，其在存储与量子信息处理中可能有应用。