Janeys-Cummings晶格中的合成自旋轨道耦合与拓扑极化子
量子物理
2019-05-10 v4 介观与纳米尺度物理
摘要
在Janeys-Cummings（JC）模型中，光子与量子比特的相互作用产生一种称为极化子的准粒子。尽管它们广泛用于量子光学，但难以工程化可控耦合严重限制了其模拟含自旋量子系统的应用。本文展示，在超导量子电路背景下，JC晶格单激发流形中的极化子态可用于模拟自旋1/2系统，基于此可生成并探索可调合成自旋轨道耦合与新颖拓扑极化子。该晶格由一系列耦合传输线谐振腔构成，每个谐振腔连接一个transmon量子比特。极化子的合成自旋轨道耦合与有效Zeeman场均可通过调制相邻谐振腔间耦合强度来调节，从而实现多种多样的极化子拓扑半金属能带。我们还提出了探测极化子拓扑边缘态与拓扑不变量的方法。因此，我们的工作表明JC晶格是探索含自旋拓扑物质的通用平台，或可启发拓扑保护量子光学与信息处理器件的发展。
引用
@article{arxiv.1801.08426,
title = {Synthetic spin-orbit coupling and topological polaritons in Janeys-Cummings lattices},
author = {Feng-Lei Gu and Jia Liu and Feng Mei and Suotang Jia and Dan-Wei Zhang and Zheng-Yuan Xue},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.08426},
year = {2019}
}
备注
V2: Extended rewritten version; V3: Accepted version; V4 published version with corrections