近日，天津师范大学物理与材料科学学院王冉博士与张禧征教授在探测超导玻色子系统的量子相变方面取得了重要进展，提出了一种新的方法来探测玻色子基塔耶夫（Kitaev）系统中的量子相变。该研究成果以“Probing quantum phase transitions in a staggered bosonic Kitaev chain via Fock space resolved localization-delocalization transitions”为题在线发表于Physical Review B上。

玻色子统计允许单粒子态存在宏观多重占据的特性，这对分析相互作用玻色子系统中的量子相变——无论是解析方法还是数值模拟——都构成了重大挑战。该研究系统探讨了采用南部（Nambu）表示构建的厄米交错玻色子基塔耶夫链的非厄米核心矩阵。通过将多体哈密顿量映射到福克（Fock）空间的有效紧束缚网络，并引入层分辨逆参与率（layer-resolved inverse participation ratio）， 证明了这些例外点（exceptional points）与集体本征态的局域化-非局域化转变点精确对应。研究成果建立了一套基于例外点探测相互作用玻色子晶格中的临界行为，并且该探测方法可直接应用于目前主流的量子模拟平台。

图为Fock空间中有效模型的格点示意图

天津师范大学为本工作的唯一完成单位，天津师范大学王冉博士为第一作者，张禧征教授为通讯作者。相关工作得到了国家自然科学基金面上项目和青年项目（12374461, 12305026）以及天津市教委科研计划项目（2024KJ060）的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1103/6lhp-8q6k