在光晶格中实现并绝热制备玻色整数与分数量子霍尔态

我们研究人工规范场中二维晶格玻色子的基态。利用最先进的DMRG模拟，我们获得了硬核玻色子在密度$n_b$、每元胞通量$n_\phi$下的零温相图，这决定了填充因子$\nu=n_b/n_\phi$。我们发现了几个稳健的量子霍尔相，包括(i)在$\nu=2$处的玻色整数量子霍尔相(BIQH)，实现了二维中相互作用的对称保护拓扑相；(ii)玻色分数量子霍尔相，包括$\nu=2/3$处的稳健态和$\nu=1/2$处的劳克林态。观察到的态对应于玻色贾因序列($\nu=p/(p+1)$)，指向潜在的复合费米子图像。除了识别其基态实现这些相的哈密顿量外，我们讨论了从独立链开始并逐步增加链间耦合的制备。利用含时DMRG模拟，显示这些对于实验相关系统尺寸能可靠产生接近基态的态。除了波函数重叠，我们利用这些相的一个简单物理特征，即两点关联的非单调行为，有限系统中边缘态的直接后果，来数值评估制备方案的有效性。我们的提案仅利用现有实验能力。