人工磁单极子诱导的涡旋拓扑对称性破缺
量子物理
2017-06-02 v1
摘要
我们在冷原子系统中构建了一个人工 U(1) 规范场，以形成一个磁单极子并伴随涡旋。假设冷原子被约束在一个球面上，两组相同的激光束以相反传播方向照射球面的两侧。通过选择合适的激光模式，可以获得与量子化磁通量成正比的任意陈数 CN。这一构造满足陈定理的条件，因此原子波函数的涡旋将出现在球面上，其卷绕数等于 CN。研究发现，对于奇数 CN，一种几何对称性会自发破缺，这对应于一种拓扑诱导的量子相变。特别地，当 CN=1 时，冷原子的基态是双重简并的，可用于制造稳定的量子比特。由于基态简并性受到拓扑诱导对称性破缺的保护而免于耗散，所提出的拓扑结构在量子存储方面具有巨大潜力。
引用
@article{arxiv.1706.00184,
title = {Topology-Induced Symmetry Breaking for Vortex with Artificial Monopole},
author = {Zixian Zhou and Zhiguo Lü and Hang Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.00184},
year = {2017}
}