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Espectroscopia de entrelazamiento y prueba de la conjetura de Li-Haldane en materia cuántica topológica

Fecha:

Torsten V. Zaché1,2, Christian Kokail1,2, Bhuvanesh Sundar1,3y Peter Zoller1,2

1Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica de la Academia de Ciencias de Austria, Innsbruck 6020, Austria
2Centro de Física Cuántica, Universidad de Innsbruck, Innsbruck 6020, Austria
3JILA, Departamento de Física, Universidad de Colorado, Boulder CO 80309, EE. UU.

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Resumen

Las fases topológicas se caracterizan por sus propiedades de entrelazamiento, lo que se manifiesta en una relación directa entre los espectros de entrelazamiento y los estados de borde descubiertos por Li y Haldane. Proponemos aprovechar el poder de los sistemas cuánticos sintéticos para medir el entrelazamiento a través del hamiltoniano de entrelazamiento para probar esta relación experimentalmente. Esto es posible gracias a la explotación de la estructura casi local de los hamiltonianos de entrelazamiento. La viabilidad de esta propuesta se ilustra con dos ejemplos paradigmáticos realizables con la tecnología actual, un estado Hall cuántico entero de fermiones que no interactúan en una red 2D y un estado topológico protegido por simetría de fermiones que interactúan en una cadena 1D. Nuestros resultados allanan el camino hacia una identificación experimental del orden topológico en sistemas cuánticos de muchos cuerpos fuertemente correlacionados.

La materia cuántica topológica, a diferencia de las fases ordinarias de la materia, no puede detectarse mediante el sondeo de observables locales, como la magnetización de un imán. En cambio, las fases topológicas se caracterizan por sus correlaciones cuánticas, así como por las excitaciones soportadas en el límite del sistema. El espectro de estas excitaciones de borde está directamente relacionado con la estructura del enredo en el bulto, una relación conocida como la conjetura de Li-Haldane. En este artículo, proponemos aprovechar el poder de los simuladores cuánticos para probar experimentalmente la conjetura de Li-Haldane. Nuestro enfoque se basa en la cuasi-localidad del hamiltoniano de entrelazamiento, que permite la aplicación de protocolos desarrollados recientemente para medir el espectro de entrelazamiento. Demostramos la viabilidad de nuestra propuesta con simulaciones numéricas de ejemplos en una y dos dimensiones espaciales.

► datos BibTeX

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Citado por

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Las citas anteriores son de ANUNCIOS SAO / NASA (última actualización exitosa 2022-06-04 03:40:19). La lista puede estar incompleta ya que no todos los editores proporcionan datos de citas adecuados y completos.

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