多端环形器件中非互易响应的对称性分类

我们提出了一个基于对称性的框架来对多端环形量子器件的非互易响应进行分类。该器件被建模为一个由$n$个顶点组成的环，其中每条键上的二元变量$e_k\in\{+1,-1\}$编码了终端之间信号流的首选方向。非互易性对应于环上的首选电流构型，器件的对称群将所有$2^n$种构型划分为由拓扑绕数$W$表征的等价类（轨道）。使用最小非平凡情况$n=3$，我们建立了两个与微观细节无关的结果。首先，提升轨道内的简并会产生非互易响应。对于$n=3$，这需要同时打破时间反演$T$和空间反演$I$。单独打破任何一个都是不够的。其次，在$T$和$I$被打破后，剩余的几何对称性决定了哪些响应是可观测的。对于等腰三角形几何，只允许两种类型的响应：均匀循环（所有键上的电流方向相同）和半循环，其中反向键位于几何上独特的底边。反向键位于任一相等腰上的半循环在对称性上是禁止的。这两个预测都通过一个由三个量子点耦合到超导浴的最小玩具模型得到了验证，该模型展示了反应性量子环行器响应。