驱动与耗散量子比特阵列中拓扑量子相变的信号

我们研究了在驱动、耗散的电路 QED 实现的自旋-1/2 链中对称性破缺与拓扑相的光子信号。具体而言，我们考虑了横场 XY 模型和一个具有三自旋相互作用的对偶模型。前者具有铁磁相和顺磁相，而后者除此之外还具有对称保护拓扑相。利用第三量子化方法，我们计算了开放自旋链在任意系统尺寸和温度下的非平衡稳态。我们发现，链两端自旋的双局域关联函数对系统的对称性破缺和拓扑相变都提供了敏感的度量，但没有通用手段区分这两类相变。两个模型在自由 Majorana 费米子方面具有等价的表示，这些费米子在顺磁相、铁磁相和对称保护拓扑相中分别具有零、一和二个拓扑 Majorana 端模。我们所研究的关联函数在费米子表示中保持其双局域特性，因此我们的结果同样适用于费米子模型本身。我们提出了在可调装置中耗散横场 XY 模型的光子实现，其中超导 transmon 量子比特阵列的两端耦合到光子微波电路。