物理学。Rev.B 82235114（2010）-周期驱动量子系统的拓扑表征

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周期驱动量子系统的拓扑特征

北川Takuya Kitagawa、Erez Berg、Mark Rudner和Eugene Demler

物理学。版本B82，235114–2010年12月10日出版

摘要

物理系统的拓扑特性会导致对微观细节不敏感的稳健行为。这种拓扑鲁棒现象不仅限于静态系统，也可以出现在受驱动的量子系统中。在本文中，我们证明了周期驱动系统的Floquet算子可以划分为拓扑上不同的（同伦）类，并根据Floquet算符的谱给出了这种分类的简单物理解释。利用这张图片，我们直观地理解了众所周知的量子化绝热抽运现象。Floquet算子属于平凡类的系统模拟由与时间无关的哈密顿量生成的动力学，可以根据为静态系统开发的方案进行拓扑分类。我们通过一个周期驱动的二维六角晶格紧束缚模型的例子来证明这些原理，该模型显示了几个拓扑相。值得注意的是，其中一个相位支持手征边缘模式，即使整体在拓扑上微不足道。