論文の概要: Multi-gap topology and non-Abelian braiding of phonons from first principles

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.05872v2
• Date: Fri, 12 Nov 2021 17:49:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-08 11:58:53.597116
• Title: Multi-gap topology and non-Abelian braiding of phonons from first principles
• Title（参考訳）: 第一原理からのフォノンのマルチギャップトポロジーと非アベリアンブレイディング
• Authors: Bo Peng, Adrien Bouhon, Robert-Jan Slager, Bartomeu Monserrat
• Abstract要約: 非アベリアの物質状態は、環境騒音からの情報をコード化することができる。 フォノンは周波数スペクトルの帯域交差点において非アベリアのフレーム電荷を運ぶことができることを示す。 我々の研究は、相互空間における非アベリアブレイディングを実現するための新しい準粒子プラットフォームを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.138204888245502
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Non-Abelian states of matter, in which the final state depends on the order of the interchanges of two quasiparticles, can encode information immune from environmental noise with the potential to provide a robust platform for topological quantum computation. We demonstrate that phonons can carry non-Abelian frame charges at the band crossing points of their frequency spectrum, and that external stimuli can drive their braiding. We present a general framework to understand the topological configurations of phonons from first principles calculations using a topological invariant called Euler class, and provide a complete analysis of phonon braiding by combining different topological configurations. Taking a well-known dielectric material, Al$_2$O$_3$, as a representative example, we demonstrate that electrostatic doping gives rise to phonon band inversions that can induce redistribution of the frame charges, leading to non-Abelian braiding of phonons. Our work provides a new quasiparticle platform for realizable non-Abelian braiding in reciprocal space, and expands the toolset for studying braiding processes.
• Abstract（参考訳）: 2つの準粒子の交換の順序に最終状態が依存する物質の非可換状態は、環境ノイズから影響を受けない情報をエンコードでき、位相量子計算のための強固なプラットフォームを提供することができる。 我々は、フォノンが周波数スペクトルのバンド交差点に非可換フレーム電荷を運べること、外部刺激が彼らのブレイディングを駆動できることを実証する。 オイラークラスと呼ばれる位相不変量を用いた第一原理計算からフォノンの位相的構成を理解するための一般的な枠組みを提案し、異なる位相的構成を組み合わせることでフォノンブレイディングの完全解析を行う。 代表的な例として、よく知られた誘電体Al$_2$O$_3$を用いて、静電ドーピングは、フレーム電荷の再分配を誘発するフォノンバンド反転を引き起こし、フォノンの非アベリアブレイディングを引き起こすことを示す。 我々の研究は、相互空間における非アベリアブレイディングを実現するための新しい準粒子プラットフォームを提供し、ブレイディング過程を研究するためのツールセットを拡張する。

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