Description du projet
Les états quantiques fractionnaires loin de l’équilibre pourraient nous mener à une nouvelle topologie
Les états de matière topologiquement protégés sont sous le feu des projecteurs dans le domaine de la physique de la matière condensée, qui établit un pont entre des notions géométriques abstraites issues des mathématiques et la science des matériaux afin de découvrir de nouvelles manière de concevoir la future génération d’innovations électroniques. Présentant une résilience sans précédent aux perturbations externes ainsi que des temps de cohérence quantique révolutionnaires, les systèmes topologiques constituent des candidats de choix pour ces travaux. La matière condensée, telle que les gaz quantiques ultra-froids, peut présenter des phénomènes fortement corrélés tels que l’effet Hall quantique fractionnaire, pour lequel de nouveaux états fondamentaux fractionnaires, plutôt que des nombres quantiques entiers, semblent se dessiner. L’effet topologique est extrêmement puissant et pourrait représenter un candidat pour le calcul quantique tolérant à l’erreur, le saint Graal des technologies du futur. Le projet NonequilibriumAnyons, financé par l’UE, mène actuellement des études théoriques en s’intéressant à la réponse hors équilibre, largement méconnue des systèmes fortement corrélés.
Objectif
Topologically protected states of matter have sparked tremendous interest in the recent decades. They require new ways to classify quantum phases and bring abstract concepts defined in mathematics of topology to daylight in the form of integer or fractionally quantized response. Being based on nonlocal quantities, they are extremely robust and constitute promising candidates for the fault-tolerant quantum computation. Fractional quantum Hall (FQH) states –an intrinsically strongly correlated phenomena– prove to be even more exotic with the possibility of harboring nonabelian anyons. Although the initial studies on topology have focused on equilibrium properties, life is a dynamical system and our technology relies on non-equilibrium physics. Meanwhile following Feynman’s revolutionary idea of quantum simulations, ultracold quantum gases have been firmly established as clean and controllable platforms to investigate condensed matter models. Not only several topological systems like the Nobel-cited Haldane model have been observed for the first time in cold atoms, their success has extended beyond equilibrium. Even though the recent studies on out-of-equilibrium topological dynamics reveals new classification schemes and new connections between topological invariants, so far they remain restricted to single-particle physics. At this milestone highlighting the timeliness of this project, we will pioneer theoretical investigations into the uncharted territory of the out-of-equilibrium response of strongly correlated topological systems. Equipped with our expertise in non-equilibrium phenomena in single-particle topology, we will conduct analytical calculations supported by numerics to uncover the many-body analogues. This will include classification of out-of-equilibrium topological invariants and introduction of novel quench techniques into the study of FQH states, all the while bridging the gap with experiments by identifying system specific protocols to observe them.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
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Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
CB2 1TN Cambridge
Royaume-Uni