論文の概要: An Autonomous Topological Pump

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.07708v1
• Date: Fri, 08 May 2026 13:14:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-11 19:43:39.064765
• Title: An Autonomous Topological Pump
• Title（参考訳）: 自律型トポロジカルポンプ
• Authors: Julius Bohm, James Anglin, Michael Fleischhauer,
• Abstract要約: 外部制御を必要としない一次元格子におけるフェルミオンに対するThoulessポンプの解析を行う。 自動ポンプが作動する上の磁場の臨界値の数値的な証拠が見つかる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Robust quantization of particle transport, as in a Thouless pump, is a hallmark of topological quantum systems with externally controlled system parameters. Here we instead propose and analyze a Thouless pump, for fermions in a one-dimensional lattice, in which external control is not needed, because an additional dynamical degree of freedom allows the pump to work autonomously. The external control parameters are replaced by a quantum spin in a static magnetic field, so that Larmor precession of the spin performs the control cycle that induces topologically quantized transport of the fermions -- at least in some higher energy eigenstates of the combined system. In other states, the back-action of the fermions on the spin can distort the control cycle enough to disrupt the transport, but we find numerical evidence for a critical value of the magnetic field above which the autonomous pump works with topological robustness, suggesting that topological protection and autonomous operation together may permit robust "quantum motors".
• Abstract（参考訳）: 素粒子輸送のロバスト量子化は、Thoulessポンプのように、外部制御された系パラメータを持つ位相量子系の指標である。 ここでは、外部制御が不要な1次元格子のフェルミオンに対して、Thoulessポンプを提案し、解析する。 外部制御パラメータは静磁場中の量子スピンに置換されるため、スピンのラーモア沈降はフェルミオンのトポロジカルに量子化された輸送を誘導する制御サイクルを実行する(少なくとも結合系の高エネルギー固有状態において)。 他の状態では、スピン上のフェルミオンのバックアクションは、輸送を妨害するのに十分な制御サイクルを歪めることができるが、自律ポンプがトポロジカルロバストネスと作用する上の磁場の臨界値の数値的な証拠を見出すことができ、トポロジカルプロテクションと自律動作が共にロバストな「量子モータ」を許容する可能性が示唆されている。

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