准周期冷原子链中的拓扑量子光学态
光学
2021-02-03 v2 原子物理
量子物理
摘要
本文研究了一维(1D)准周期冷原子链中的拓扑量子光学态。我们提出，通过对一维周期原子链的原子间距引入非公度调制，可以模拟非对角Aubry-André-Harper (AAH)模型，尽管关键区别在于存在长程偶极-偶极相互作用。针对有限链在超出最近邻近似下，计算了相对于调制相（其起到维度扩展参数的作用）的离散能带结构。研究发现，该系统确实支持局域在边界上的非平凡拓扑态。尽管存在导致非对称能带结构的长程偶极-偶极相互作用，仍表明该系统继承了二维整数量子霍尔系统的拓扑性质。这些拓扑保护边缘态的谱位置（实频与虚频）及数目仍由能隙标记定理所支配，并由拓扑不变量即（第一）陈数刻画，表明体-边界对应的有效性。由于准周期性在较宽系统参数范围内产生分形谱，我们的系统提供了大量可供实际使用的拓扑能隙与光学态。研究还揭示，相当比例的拓扑边缘态具有极低的衰减率，呈现高度亚辐射性，从而为控制外部量子发射体的辐射和实现高保真量子态存储提供了诱人途径。
引用
@article{arxiv.2001.05123,
title = {Topological quantum optical states in quasiperiodic cold atomic chains},
author = {B. X. Wang and C. Y. Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.05123},
year = {2021}
}
备注
Final version, 15 pages, 10 figures, comments are welcome