分数量子霍尔液体中的几何自由度及类引力子元激发

拓扑在凝聚态物理中的应用始于量子霍尔效应的研究,并逐渐成为现代凝聚态物理的主旋律.其重要性在于它描述物理系统的普适性质.但基于拓扑场论的分数量子霍尔液体宏观描述并非完备.本文从微观角度出发讨论分数量子霍尔液体中的几何自由度及其量子动力学,揭示其基本元激发为自旋为2的类引力子并据有特定手性,着重讨论该手征类引力子的实验探测.

从分数量子霍尔效应到拓扑量子计算

分数量子霍尔效应系统是奇异的量子液体,其中的准粒子激发可以带分数电荷,甚至具有非阿贝尔的统计性质。理论研究表明,这些准粒子可以用来实现在硬件上可容错的量子计算,即拓扑量子计算。文章在介绍分数量子霍尔效应及其在拓扑量子计算中的潜在应用基础上,重点回顾了近五年来对填充因子为5/2的分数量子霍尔态中非阿贝尔准粒子的实验探测和部分相关理论诠释。