特別說明：本文由學研匯技術中心原創撰寫，旨在分享相關科研知識。因學識有限，難免有所疏漏和錯誤，請讀者批判性閱讀，也懇請大方之家批評指正。
原創丨苯乙烯硅氫（學研匯 技術中心）
編輯丨風云
通過量子模擬實現可控費米子量子系統有助于探索凝聚態物理學中許多最有趣的效應。半導體量子點對于量子模擬特別有前途，因為它們可以實現強量子相關性。然而，最簡單的強相關拓撲物質一維模型，多體Su-Schrieffer-Heeger (SSH)模型仍然難以捉摸——主要是由于存在精確實現電子之間的遠程相互作用以重現所選哈密頓量的挑戰。在本工作中，新南威爾士大學Simmons教授團隊展示了對于具有強庫侖限制的硅中精確放置的原子，可以設計至少六個全外延平面內柵極來調整十個量子點的線性陣列的能級。SSH模型在與量子比特同構的費米子系統中的演示展示了高度可控的量子系統及其對未來強相互作用電子模擬的有用性。
研究者觀察到半導體量子點中相互作用 SSH 模型的拓撲狀態的清晰特征。為了實現這一點，研究人員精密設計了兩個具有亞納米分辨率的器件，由十個基于供體的量子點組成的線性陣列以及交錯的最近鄰隧道耦合組成。研究者的外延器件的最小柵極設計允許量子點的所有能級的單獨和全局對齊，使得偏置光譜可以探測陣列的拓撲相位。
通過觀察零偏置電導中的兩個重疊峰來確認四分之一填充時存在一維拓撲相（?v/w?=0.265），對應多體SSH模型的近四倍簡并。對于?v/w?=2.08的情況，研究者觀察到十個零偏置電導峰，對應整個陣列的離域狀態，并在四分之一填充附近有一個能隙。
參考文獻：
M. Kiczynski et al. Engineering topological states in atom-based semiconductor quantum dots. Nature. 2022.
DOI: 10.1038/s41586-022-04706-0
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04706-0
