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Topological Quantum Many-Body Physics
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Topological Quantum Many-Body Physics
Elective course on theory and applications of topological quantum phases.
Allgemeine Informationen
Wichtige Informationen
The goal of this course is to gain a thorough understanding of topological concepts in modern quantum many-body physics. You aquire the mathematical tools needed to describe topological quantum phases, understand the physical features that characterize these systems, and learn about potential applications.
Kursprogramm
Topological phases of non-interacting fermions:
- Integer quantum Hall effect
- Berry connection, Berry holonomy, Chern number
- Anomalous quantum Hall effect (Haldane model)
- Quantum spin Hall effect, topological insulators (Kane-Mele model)
- Pfaffian topological invariant
- Winding numbers, sublattice symmetry, edge modes (SSH model)
- Topological superconductivity (Majorana chain)
- Tenfold way and periodic table of topological insulators/superconductors
- Effects of interactions
- Topological bands in classical systems (topological metamaterials ...)
Symmetry-protected topological phases of interacting bosons:
- Tensor network states, matrix product states, PEPS
- Projective representations and (twisted) cohomology groups
- Classification of bosonic topological phases in one dimension
- Haldane chain and AKLT model
Intrinsic topological order and long-range entanglement:
- Statistics of indistinguishable particles in 2+1 dimensions (Braid group)
- Toric code (anyonic excitations, top. entanglement entropy ...)
- Topological quantum memories
- Fibonacci anyons
- String-net condensates
- Topological quantum computation (non-abelian anyons, braiding, fusion ...)
- Mathematical framework:
- Modular tensor categories, pentagon & hexagon relations,
- quantum dimension, topological spin ....
- Application to foundational questions of high-energy physics (fermions ...)
Zielgruppe
M.Sc. Physik, M.Sc. Physics
Metadaten zur ECS-Freigabe
Dozent
Dr. Nicolai Lang
Veranstaltungstyp
Wahlpflichtmodul Ergänzung / Semicompulsory module
Ort
V57.05
SWS
4
Credits
9
Semester
SS25
Studiengänge
M.Sc. Physik, M.Sc. Physics
Allgemein
Sprache
Englisch
Lizenz und Nachnutzung
Lizenz
All rights reserved
Kontakt
Name
Nicolai Lang
Telefon
0711 685 65215
E-Mail
nicolai.lang@itp3.uni-stuttgart.de
Verfügbarkeit
Zugriff
Unbegrenzt – wenn online geschaltet
Aufnahmeverfahren
Sie können diesem Kurs direkt beitreten.
Zeitraum für Beitritte
Unbegrenzt
Veranstaltungszeitraum
10. Apr 2025 - 18. Jul 2025
Für Kursadministration freigegebene Daten
Daten des Persönlichen Profils
Anmeldename
Vorname
Nachname
Zusätzliche Informationen
Objekt-ID
5108520