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里德伯原子阵列中具有 $\mathbb{Z}_3$ 拓扑序的三聚体态

量子物理 2023-02-01 v2 量子气体 强关联电子

摘要

三聚体定义为图上两条相邻边。我们研究作为格点所有三聚体覆盖等权叠加而获得的量子态,其约束为每个顶点上有一个三聚体:即所谓的三聚体共振价键(tRVB)态。利用它们的张量网络表示,我们展示这些态可承载 Z3\mathbb{Z}_3 拓扑序,或可为具有 U(1)×U(1)\mathrm{U}(1) \times \mathrm{U}(1) 局域对称性的无能隙液体。我们证明,当格点可三分划使得每个三聚体覆盖全部三个子格时,这一连续对称性就会出现。在能隙情形下,我们证明了拓扑序相对于最大三聚体覆盖稀释的稳定性,这与三聚体密度可涨落的实际模型相关。此外,我们通过将能隙 tRVB 态与 Z3\mathbb{Z}_3 环面码平滑连接,阐明了能隙 tRVB 态与 Z3\mathbb{Z}_3 格点规范理论之间的联系,并讨论了 tRVB 态之上的非局域激发。最后,我们通过精确对角化分析了方晶格上稀释三聚体模型的零温相图,并证明基态在参数空间一狭窄区域内展现拓扑性质。我们展示可利用阻塞效应在里德伯原子阵列中实现类似模型。我们在此设置中研究动力学制备方案,并为实验探测 Z3\mathbb{Z}_3 量子自旋液体提供可行路径。

关键词

引用

@article{arxiv.2205.10387,
  title  = {Trimer states with $\mathbb{Z}_3$ topological order in Rydberg atom arrays},
  author = {Giacomo Giudice and Federica Maria Surace and Hannes Pichler and Giuliano Giudici},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.10387},
  year   = {2023}
}