論文の概要: Adiabatic preparation of fractional Chern insulators from an effective thin-torus limit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.11294v2
• Date: Thu, 18 May 2023 11:50:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-19 20:22:18.651331
• Title: Adiabatic preparation of fractional Chern insulators from an effective thin-torus limit
• Title（参考訳）: 有効薄膜トーラス限界からのチャーン絶縁体の断熱的調製
• Authors: Benjamin Michen, C\'ecile Repellin, and Jan Carl Budich
• Abstract要約: 量子シミュレーターにおける断熱処理の出発点として,分数チャーン絶縁体(FCI)の準一次元(薄いトーラス,TT)限界を探索する。 ホッピング誘起TT制限はFCI状態を自明な電荷密度波(CDW)基底状態と断熱的に接続する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We explore the quasi one-dimensional (thin torus, or TT) limit of fractional Chern insulators (FCIs) as a starting point for their adiabatic preparation in quantum simulators. Our approach is based on tuning the hopping amplitude in one direction as an experimentally amenable knob to dynamically change the effective aspect ratio of the system. Similar to the TT limit of fractional quantum Hall (FQH) systems in the continuum, we find that the hopping-induced TT limit adiabatically connects the FCI state to a trivial charge density wave (CDW) ground state. This adiabatic path may be harnessed for state preparation schemes relying on the initialization of a CDW state followed by the adiabatic decrease of a hopping anisotropy. Our findings are based on the calculation of the excitation gap in a number of FCI models, both on a lattice and consisting of coupled wires. By analytical calculation of the gap in the limit of strongly anisotropic hopping, we show that its scaling is compatible with the preparation of large size FCIs for sufficiently large hopping anisotropy. Our numerical simulations in the framework of exact diagonalization explore the full anisotropy range to corroborate these results.
• Abstract（参考訳）: 量子シミュレータにおける断熱合成の出発点として,分数チャーン絶縁体(fcis)の準一次元(thin torus,tt)極限を探索する。 本手法は,一方向のホッピング振幅を実験的に制御可能なノブとして調整し,システムの有効アスペクト比を動的に変化させる。 連続体における分数量子ホール(FQH)系のTT制限と同様に、ホッピング誘起TT制限はFCI状態と自明な電荷密度波(CDW)基底状態とを断熱的に結合する。 この断熱経路は、cdw状態の初期化とホッピング異方性の断熱的減少に依存する状態形成スキームに利用することができる。 以上の結果は,格子上および結合線からなる複数のfciモデルにおける励起ギャップの計算に基づく。 強い異方性ホッピング限界のギャップを解析的に計算することにより,そのスケーリングが十分に大きなホッピング異方性のための大規模FCIの生成と相容れないことを示す。 正確な対角化の枠組みにおける数値シミュレーションは、これらの結果を裏付ける完全な異方性範囲を探索する。

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