論文の概要: Circuit QED simulator of two-dimensional Su-Schrieffer-Hegger model:
magnetic field induced topological phase transition in high-order topological
insulators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.12919v1
- Date: Mon, 27 Sep 2021 10:05:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-13 12:01:23.870320
- Title: Circuit QED simulator of two-dimensional Su-Schrieffer-Hegger model:
magnetic field induced topological phase transition in high-order topological
insulators
- Title（参考訳）: 2次元Su-Schrieffer-Heggerモデルの回路QEDシミュレータ:高次トポロジカル絶縁体における磁場誘起トポロジカル相転移
- Authors: Sheng Li, Xiao-Xue Yan, Jin-Hua Gao, Yong Hu
- Abstract要約: 高次トポロジカル絶縁体(HOTI)はトポロジカルバンド理論において重要な位置を占める。
近年,外部磁場は2次元HOTIにリッチ物理を導入することができると予測されている。
ここでは2次元Su-Schriffer-Heeger格子における連続的な磁場変化の影響について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.108482924894043
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: High-order topological insulator (HOTI) occupies an important position in
topological band theory due to its exotic bulk-edge correspondence. Recently,
it has been predicted that external magnetic field can introduce rich physics
into two-dimensional (2D) HOTIs. However, up to now the theoretical description
is still incomplete and the experimental realization is still lacking. Here we
investigate the influence of continuously varying magnetic field on 2D
Su-Schriffer-Heeger lattice, which is one of the most celebrated HOTI models,
and proposed a corresponding circuit quantum electrodynamics (cQED) simulator.
Our numerical calculation shows that the zero energy corner modes (ZECMs),
which can serve as evidence of the high order topology of the lattice, exhibit
exotic and rich dependence on the imposed magnetic field and the inhomogeneous
hopping strength. Moreover, by exploiting the parametric conversion method, we
can establish time- and site-resolved tunable hopping constants in the proposed
cQED simulator, thus providing an ideal platform for simulating the magnetic
field induced topological phase transitions in 2D HOTIs. Since the high-order
topological phases of the proposed model can be characterized by the existence
of the ZECMs on the lattice, we further investigate the corner site excitation
of the lattice in the steady state limit. Our numerical results imply that the
predicted topological phase transitions can be unambiguously identified by the
steady-state photon number measurement of the corner sites and their few
neighbors. Requiring only current level of technology, our scheme can be
readily tested in experiment and may pave an alternative way towards the future
investigation of HOTIs in the presence of magnetic field, disorder, and strong
correlation.
- Abstract（参考訳）: 高次トポロジカル絶縁体(HOTI)は、エキゾチックなバルクエッジ対応のため、トポロジカルバンド理論において重要な位置を占める。
近年,外部磁場が2次元(2次元)HOTIにリッチ物理を導入することが予測されている。
しかし、今のところ理論的な記述は不完全であり、実験的な実現はいまだに欠けている。
本稿では、最も有名なhotiモデルの1つである2次元su-schriffer-heeger格子に対する連続的な磁場変化の影響を調べ、対応する回路量子電磁力学(cqed)シミュレータを提案する。
数値計算により, 格子の高次トポロジーの証拠となるゼロエネルギー角モード (ZECMs) は, 強磁場と不均一ホッピング強度にエキゾチックでリッチな依存性を示すことが示された。
さらに, パラメトリック変換を応用して, 提案するcqedシミュレータにおいて, 時間およびサイト分解可能な波長可変ホッピング定数を定式化し, 2次元ホットスにおける磁場誘起位相遷移をシミュレートする理想的なプラットフォームを提供する。
モデルの高次位相位相は格子上のZECMの存在によって特徴づけられるため,安定状態限界における格子の角点励起についても検討する。
数値的な結果から, 予測位相遷移は, 角点とその周辺部分の定常光子数測定によって明らかに同定できることが示唆された。
現在の技術レベルだけを必要とするため、我々の手法は実験で容易に試すことができ、磁場、障害、強い相関の存在下でのHOTIの今後の研究に向けた代替の道を開くことができる。
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