拓扑约瑟夫森热机

容错量子计算的愿景使拓扑超导体在过去十年中成为密集研究的焦点。在此背景下，基于纳米线或拓扑绝缘体的拓扑约瑟夫森结为探测拓扑超导性提供了一条替代途径。作为其拓扑性质的特征，此类结表现出相对于超导相位差 $\phi$ 具有 $4\pi$ 周期性的基态费米子宇称。然而，寻找这一 $4\pi$ 周期性的明确实验证据仍是一项困难的任务。本文提出一种由约瑟夫森-斯特林循环实现的拓扑约瑟夫森热机，作为检验基态宇称的替代热力学方法。利用基于量子自旋霍尔(QSH)绝缘体的约瑟夫森结，我们展示了如何利用该热力学循环检验拓扑基态的 $4\pi$ 周期性，并区分守恒宇称与不守恒宇称的热机。有趣的是，我们发现相对于非拓扑对应物，宇称守恒通常会同时提升拓扑热机的效率与功率。我们的结果不仅适用于基于 QSH 的结，也适用于任意拓扑约瑟夫森结，展示了拓扑与相干热力学之间这一引人入胜且富有成果的结合的潜力。