探测手性拓扑态与置换缺陷

二维手性拓扑相的核心特征在于其空间边界处存在反常无能隙模式。然而,这种边缘反常性在体基态波函数本身中的表现形式仍未被完全理解。该研究团队提出了一组多体纠缠度量方法,可直接从体波函数探测手征性。其创新方法通过对相邻空间区域基态波函数副本施加不同排列置换,在这些区域边界处形成“置换缺陷”。研究团队不仅论证了这些度量指标的鲁棒性,还建立了系统计算这些量的场论框架。虽然标准拓扑场论方法会遗漏手征性贡献,但该工作通过将其识别为高亏格黎曼曲面上的手征共形场论配分函数,成功捕捉到这一关键特征——这正是体边对应关系的体现:任何对置换缺陷处理论的正则化处理都必然引入无能隙边界模式。研究人员通过自由费米子和强相互作用手征拓扑态的数值模拟验证了理论预测,结果高度吻合。该成果实现了仅用有限数量波函数副本即可提取手征中心荷和霍尔电导,使得这些物理量可通过蒙特卡洛数值技术和含噪声中等规模量子设备进行测量。

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提交arXiv: 2025-12-04 10:22

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