Transportasi paralel dan kelengkungan yang muncul dalam mekanika kuantum Hermitian dan non-Hermitian

Transportasi paralel dan kelengkungan yang muncul dalam mekanika kuantum Hermitian dan non-Hermitian

Chia-Yi Ju1,2, Adam Miranowicz3,4, Yueh-Nan Chen5,6,7, Guang-Yin Chen8, dan Franco Nori4,9,10

1Departemen Fisika, Universitas Nasional Sun Yat-sen, Kaohsiung 80424, Taiwan
2Pusat Fisika Teoritis dan Komputasi, Universitas Nasional Sun Yat-sen, Kaohsiung 80424, Taiwan
3Institut Informasi Spintronika dan Kuantum, Fakultas Fisika, Universitas Adam Mickiewicz, 61-614 Poznaล„, Polandia
4Laboratorium Fisika Kuantum Teoritis, Klaster Penelitian Perintis, RIKEN, Wakoshi, Saitama, 351-0198, Jepang
5Departemen Fisika, Universitas Nasional Cheng Kung, Tainan 70101, Taiwan
6Pusat Riset & Teknologi Quantum Frontiers, NCKU, Tainan 70101, Taiwan
7Divisi Fisika, Pusat Nasional untuk Ilmu Teoritis, Taipei 10617, Taiwan
8Departemen Fisika, Universitas Nasional Chung Hsing, Taichung 40227, Taiwan
9Pusat Komputasi Kuantum, RIKEN, Wakoshi, Saitama, 351-0198, Jepang
10Departemen Fisika, Universitas Michigan, Ann Arbor, MI 48109-1040, AS

Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.

Abstrak

Penelitian telah menunjukkan bahwa ruang Hilbert pada sistem non-Hermitian memerlukan metrik nontrivial. Di sini, kami menunjukkan bagaimana dimensi evolusi, selain waktu, dapat muncul secara alami dari formalisme geometris. Secara khusus, dalam formalisme ini, Hamiltonian dapat diartikan sebagai operator mirip simbol Christoffel, dan persamaan Schroedinger sebagai transportasi paralel dalam formalisme ini. Kami kemudian memperoleh persamaan evolusi untuk keadaan dan metrik sepanjang dimensi yang muncul dan menemukan bahwa kelengkungan kumpulan ruang Hilbert untuk sistem tertutup tertentu adalah datar secara lokal. Akhirnya, kami menunjukkan bahwa kerentanan fidelitas dan kelengkungan Berry di negara-negara terkait dengan transportasi paralel yang muncul ini.

Dalam studi ini, kami menunjukkan bahwa jika suatu sistem bergantung pada parameter kontinu, keadaan kuantum bervariasi dengan parameter yang dijelaskan oleh persamaan mirip Schroedinger, yang secara formal menyerupai persamaan transpor paralel atau evolusi sepanjang dimensi yang dijelaskan oleh parameter tersebut. Selain itu, kami memperoleh persamaan yang mengatur geometri/metrik ruang Hilbert yang mendasarinya sepanjang dimensi yang dibentuk parameter. Daripada hanya terlibat dalam studi formal tentang sifat-sifat dimensi yang muncul ini, kami juga mengeksplorasi penerapannya di berbagai bidang fisika kuantum.

โ–บ data BibTeX

โ–บ Referensi

[1] CM Bender dan S. Boettcher, Spektrum Nyata pada Hamiltonian Non-Hermitian yang Memiliki Simetri $mathcal{PT}$, Phys. Pendeta Lett. 80, 5243 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.80.5243

[2] CM Bender, Memahami Hamiltonian non-Hermitian, Rep. Prog. Fis. 70, 947 (2007).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹0034-4885/โ€‹70/โ€‹6/โ€‹R03

[3] KG Makris, R. El-Ganainy, DN Christodoulides, dan ZH Musslimani, Dinamika Sinar dalam Kisi Optik Simetris $cal{PT}$, Phys. Pendeta Lett. 100, 103904 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.100.103904

[4] R. El-Ganainy, KG Makris, M. Khajavikhan, ZH Musslimani, S. Rotter, dan DN Christodoulides, Fisika Non-Hermitian dan simetri $cal{PT}$, Nat. Fis. 14, 11 (2018).
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1038/โ€‹nphys4323

[5] A. Mostafazadeh, Pseudo-Hermitisitas dan $mathcal{PT}$- dan $mathcal{CPT}$-simetri umum, J. Math. Fis. 44, 974 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1539304

[6] A. Mostafazadeh, Representasi Pseudo-Hermitian mekanika kuantum, Int. J.Geom. Met. Mod. Fis. 7, 1191 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1142 / S0219887810004816

[7] B.Peng, ลž. K. ร–zdemir, S. Rotter, H. Yilmaz, M. Liertzer, F. Monifi, CM Bender, F. Nori, dan L. Yang, Penekanan dan kebangkitan penguat yang disebabkan oleh kerugian, Science 346, 328 (2014).
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1126/โ€‹science.1258004

[8] H.Jing, ลž. K. ร–zdemir, X.-Y. Lรผ, J. Zhang, L. Yang, dan F. Nori, $cal{PT}$-Laser Fonon Simetris, Phys. Pendeta Lett. 113, 053604 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.113.053604

[9] CM Bender, $cal{PT}$simetri dalam fisika kuantum: Dari keingintahuan matematika hingga eksperimen optik, Europhys. Berita 47, 17 (2016).
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1051/โ€‹epn/โ€‹2016201

[10] CM Bender, DC Brody, dan MP Mรผller, Hamiltonian untuk Fungsi Nol Riemann Zeta, Phys. Pendeta Lett. 118, 130201 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.118.130201

[11] JL Miller, Poin luar biasa menghasilkan sensor yang luar biasa, Phys. Hari ini 70, 23 (2017).
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1063/โ€‹pt.3.3717

[12] D. Leykam, KY Bliokh, C. Huang, Y. Chong, dan F. Nori, Mode Tepi, Degenerasi, dan Bilangan Topologi dalam Sistem Non-Hermitian, Phys. Pendeta Lett. 118, 040401 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.118.040401

[13] F. Quijandrรญa, U. Naether, SK ร–zdemir, F. Nori, dan D. Zueco, $cal{PT}$sirkuit simetris QED, Phys. Pdt.A 97, 053846 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.97.053846

[14] R. El-Ganainy, M. Khajavikhan, DN Christodoulides, dan ลž. K. ร–zdemir, Awal optik non-Hermitian, Commun. Fis. 2, 37 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s42005-019-0130-z

[15] T.Liu, Y.-R. Zhang, Q. Ai, Z. Gong, K. Kawabata, M. Ueda, dan F. Nori, Fase Topologi Orde Kedua dalam Sistem Non-Hermitian, Phys. Pendeta Lett. 122, 076801 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.122.076801

[16] Z.-Y. Ge, Y.-R. Zhang, T.Liu, S.-W. Li, H. Fan, dan F. Nori, Teori pita topologi untuk sistem non-Hermitian dari persamaan Dirac, Phys. Pdt. B 100, 054105 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevb.100.054105

[17] M. Parto, YGN Liu, B. Bahari, M. Khajavikhan, dan DN Christodoulides, Fotonik Non-Hermitian dan topologi: optik pada titik luar biasa, P. Soc. Pilihan foto. masuk. 10, 403 (2020).
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1515/โ€‹nanoph-2020-0434

[18] Y. Ashida, Z. Gong, dan M. Ueda, Fisika Non-Hermitian, Adv. Fis. 69, 249 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00018732.2021.1876991

[19] M. Cirio, P.-C. Kuo, Y.-N. Chen, F. Nori, dan N. Lambert, Derivasi kanonik dari superoperator pengaruh fermionik, Phys. Pdt B 105, 035121 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevb.105.035121

[20] EJ Bergholtz, JC Budich, dan FK Kunst, Topologi luar biasa sistem non-Hermitian, Rev. Mod. Fis. 93, 015005 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / revmodphys.93.015005

[21] X.Zhang, T.Zhang, M.-H. Lu, dan Y.-F. Chen, Ulasan tentang efek kulit non-Hermitian, Adva. Fis.: X 7, 2109431 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 23746149.2022.2109431

[22] A. Fring, Pengantar Sistem Mekanika Kuantum PT-Simetris-Ketergantungan Waktu, J. Phys.: Conf. Ser. 2448, 012002 (2023).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹1742-6596/โ€‹2448/โ€‹1/โ€‹012002

[23] Y.-L. Fang, J.-L. Zhao, D.-X. Chen, Y.-H. Zhou, Y.Zhang, Q.-C. Wu, C.-P. Yang, dan F. Nori, Dinamika keterikatan dalam sistem anti-$cal{PT}$-simetris, Phys. Penelitian Pdt 4, 033022 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.4.033022

[24] D.-X. Chen, Y.Zhang, J.-L. Zhao, Q.-C. Wu, Y.-L. Fang, C.-P. Yang, dan F. Nori, Diskriminasi keadaan kuantum dalam sistem simetris $cal{PT}$, Phys. Pdt.A 106, 022438 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.106.022438

[25] A. Fring dan T. Taira, akselerator Fermi kuantum Non-Hermitian, Phys. Pendeta A 108, 10.1103/โ€‹physreva.108.012222.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.108.012222

[26] M. Znojil, Sistem kuantum kripto-Hermitian koordinat diskrit yang dikendalikan oleh kondisi batas Robin yang bergantung pada waktu, Phys. Naskah 99, 035250 (2024).
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹1402-4896/โ€‹ad298b

[27] M. Znojil, Versi teori kuantum crypto-Hermitian yang bergantung pada waktu, Phys. Pdt.D 78, 085003 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.78.085003

[28] M. Znojil, Formulasi Mekanika Kuantum Tiga-Hilbert-Ruang, Sym. Integral. Geom.: Met. Aplikasi. 5 (001).
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.3842/โ€‹sigma.2009.001

[29] DC Brody, Mekanika kuantum biorthogonal, J. Phys. J: Matematika. teori. 47, 035305 (2013).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹1751-8113/โ€‹47/โ€‹3/โ€‹035305

[30] H. Hodaei, AU Hassan, S. Wittek, H. Garcia-Gracia, R. El-Ganainy, DN Christodoulides, dan M. Khajavikhan, Peningkatan sensitivitas pada titik luar biasa tingkat tinggi, Nature (London) 548, 187 (2017) .
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature23280

[31] KY Bliokh, D. Leykam, M. Lein, dan F. Nori, Topologi asal gelombang Maxwell permukaan non-Hermitian, Nat. Komunitas. 10, 580 (2019).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1038/โ€‹s41467-019-08397-6

[32] M. Znojil, Melewati poin luar biasa: Studi kasus, Proc. Masyarakat Kerajaan. A 476, 20190831 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.2019.0831

[33] M. Znojil, Jalur akses kesatuan ke poin luar biasa, J. Phys.: Conf. Ser. 2038, 012026 (2021).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹1742-6596/โ€‹2038/โ€‹1/โ€‹012026

[34] CM Bender, J. Brod, A. Refig, dan ME Reuter, Operator $mathcal{C}$ dalam teori kuantum $mathcal{PT}$-simetris, J. Phys A: Matematika. Kejadian 37, 10139 (2004).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹0305-4470/โ€‹37/โ€‹43/โ€‹009

[35] A. Mostafazadeh, Ruang Hilbert yang bergantung pada waktu, fase geometri, dan kovarians umum dalam mekanika kuantum, Phys. Biarkan. A 320, 375 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physleta.2003.12.008

[36] C.-Y. Ju, A. Miranowicz, F. Minganti, C.-T. Chan, G.-Y. Chen, dan F. Nori, Lift Kuantum Einstein: Hermitisasi Hamiltonian Non-Hermitian melalui Formalisme Vielbein, Phys. Penelitian Pdt 4, 023070 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.4.023070

[37] C.-Y. Ju, A. Miranowicz, G.-Y. Chen, dan F. Nori, Hamiltonian Non-Hermitian dan teorema terlarang dalam informasi kuantum, Phys. Pdt.A 100, 062118 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.100.062118

[38] CW Misner, KS Thorne, dan JA Wheeler, Gravitasi (Princeton University Press, 2017).
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.2307/โ€‹j.ctv301gk5

[39] RM Wald, Relativitas Umum (The University of Chicago Press, 1984).
https: / / doi.org/ 10.7208 / chicago / 9780226870373.001.0001

[40] D. Stoker dan SM Carroll, Ruangwaktu dan Geometri (Cambridge University Press, 2019).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781108770385

[41] P. Collier, Panduan Pemula untuk Bentuk Diferensial (Incomprehensible Books, 2021) hlm.311โ€“311.
https: / / doi.org/ 10.4324 / 9781003444145-22

[42] T. Needham, Geometri dan Bentuk Diferensial Visual (Princeton University Press, 2021).
https: / / doi.org/ 10.1515 / 9780691219899

[43] MH Emam, Fisika Kovarian (Oxford University Press, 2021).
https: / / doi.org/ 10.1093 / oso / 9780198864899.001.0001

[44] JJ Sakurai dan J. Napolitano, Mekanika Kuantum Modern (Cambridge University Press, 2017).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781108499996

[45] H. Mehri-Dehnavi dan A. Mostafazadeh, Fase geometris untuk Hamiltonian non-Hermitian dan interpretasi holonominya, J. Math. Fis. 49, 082105 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.2968344

[46] M. Nakahara, Geometri, Topologi dan Fisika, edisi ke-2. (IOP Publishing, Bristol, 2003) hlm.244โ€“307.
https: / / doi.org/ 10.1201 / 9781315275826-7

[47] D.Xiao, M.-C. Chang, dan Q.Niu, efek fase Berry pada properti elektronik, Rev. Mod. Fis. 82 Tahun 1959 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.82.1959

[48] L. Wang, Y.-H. Liu, J. Imriลกka, PN Ma, dan M. Troyer, Kerentanan Fidelitas Menjadi Sederhana: Pendekatan Quantum Monte Carlo Terpadu, Phys. Pdt. X 5, 031007 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevx.5.031007

[49] Y.-C. Tzeng, C.-Y. Ju, G.-Y. Chen, dan W.-M. Huang, Berburu poin luar biasa non-Hermitian dengan kerentanan kesetiaan, Phys. Pdt. Res. 3, 013015 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.013015

[50] Y.-T. Tu, I. Jang, P.-Y. Chang, dan Y.-C. Tzeng, Sifat umum fidelitas dalam sistem kuantum non-Hermitian dengan simetri $cal{PT}$, Quantum 7, 960 (2022).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.22331/โ€‹q-2023-03-23-960

[51] C. Nash dan S. Sen, Topologi dan Geometri untuk Fisikawan (Dover Pub., New York, 2011).
https: / / doi.org/ 10.1142 / 9599

[52] J. Polchinski, Teori String (Cambridge University Press, 1998).
https: / / doi.org/ 10.1017 / cbo9780511816079

[53] K. Becker, M. Becker, dan JH Schwarz, Teori String dan Teori M (Cambridge University Press, 2006).
https: / / doi.org/ 10.1017 / cbo9780511816086

[54] OD Stefano, A. Settineri, V. Macrรฌ, L. Garziano, R. Stassi, S. Savasta, dan F. Nori, Resolusi ambiguitas pengukur dalam elektrodinamika kuantum rongga kopling ultrastrong, Nat. Fis. 15, 803 (2019).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1038/โ€‹s41567-019-0534-4

[55] L. Garziano, A. Settineri, OD Stefano, S. Savasta, dan F. Nori, Gauge invariance model Dicke dan Hopfield, Phys. Pdt.A 102, 023718 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.102.023718

[56] A. Settineri, OD Stefano, D. Zueco, S. Hughes, S. Savasta, dan F. Nori, Kebebasan pengukur, pengukuran kuantum, dan interaksi bergantung waktu dalam rongga QED, Phys. Penelitian Pdt 3, 023079 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.3.023079

[57] S. Savasta, OD Stefano, A. Settineri, D. Zueco, S. Hughes, dan F. Nori, Prinsip pengukur dan invariansi pengukur dalam sistem dua tingkat, Phys. Pdt.A 103, 053703 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.103.053703

[58] W. Salmon, C. Gustin, A. Settineri, OD Stefano, D. Zueco, S. Savasta, F. Nori, dan S. Hughes, Spektrum emisi independen-pengukur dan korelasi kuantum dalam rezim kopling ultrastrong rongga sistem terbuka- QED, P.Soc. Pilihan foto. masuk. 11 Agustus 1573 (2022).
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1515/โ€‹nanoph-2021-0718

[59] M. Lahir dan V. Fock, Beweis des Adiabatensatzes, Z. Phys. 51, 165 (1928).
https: / / doi.org/ 10.1007 / bf01343193

[60] MV Berry, Faktor Fase Kuantal yang Menyertai Perubahan Adiabatik, Proc. Masyarakat Kerajaan. London A 392, 45 (1984).
https: / / doi.org/ 10.1142 / 9789813221215_0006

[61] S. Nandy, A. Taraphder, dan S. Tewari, teori fase Berry efek Hall planar pada isolator topologi, Sci. Rep.8, 14983 (2018).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1038/โ€‹s41598-018-33258-5

[62] S.-J. Gu, Pendekatan Fidelity untuk transisi fase kuantum, International J. Mod. Fis. B 24, 4371 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1142 / s0217979210056335

[63] T. Kato, Teori gangguan untuk operator linier, edisi ke-2, Grundlehren der mathematischen Wissenschaften (Springer, Berlin, 1976) hlm.479โ€“515.
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1007/โ€‹978-3-642-66282-9_9

[64] WD Heiss, Poin luar biasa dari operator non-Hermitian, J. Phys A: Matematika. Kejadian 37, 2455 (2004).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹0305-4470/โ€‹37/โ€‹6/โ€‹034

[65] S. K. ร–zdemir, S. Rotter, F. Nori, dan L. Yang, Simetri paritas-waktu dan poin luar biasa dalam fotonik, Nat. Materi. 18, 783 (2019).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1038/โ€‹s41563-019-0304-9

[66] D. Rattacaso, P. Vitale, dan A. Hamma, Tensor geometri kuantum menjauhi kesetimbangan, J. Phys. Komunitas. 4, 055017 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 2399-6528 / ab9505

[67] DZ Freedman, P. van Nieuwenhuizen, dan S. Ferrara, Kemajuan menuju teori gayaberat super, Phys. Pdt.D 13, 3214 (1976).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevd.13.3214

[68] P. van Nieuwenhuizen, Supergravitasi, Fis. Ulangan 68, 189 (1981).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1016/โ€‹0370-1573(81)90157-5

[69] PO Kofman, OV Ivakhnenko, SN Shevchenko, dan F. Nori, pendekatan Majorana terhadap transisi nonadiabatik memvalidasi pendekatan impuls adiabatik, Sci. Ulangan 13, 5053 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41598-023-31084-y

Dikutip oleh

[1] Ievgen I. Arkhipov, Adam Miranowicz, Fabrizio Minganti, ลžahin K. ร–zdemir, dan Franco Nori, โ€œMelintasi titik-titik jahat secara dinamis sambil mengelilingi kurva yang luar biasa: Sakelar multimode simetris-asimetris yang dapat diprogramโ€, Komunikasi Alam 14, 2076 (2023).

[2] Miloslav Znojil, โ€œBentuk hibrida teori kuantum dengan Hamiltonian non-Hermitianโ€, Fisika Letters A 457, 128556 (2023).

[3] Miloslav Znojil, โ€œMekanika kuantum non-stasioner dalam representasi interaksi hibrid non-Hermitianโ€, Fisika Letters A 462, 128655 (2023).

Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2024-03-17 11:23:39). Daftar ini mungkin tidak lengkap karena tidak semua penerbit menyediakan data kutipan yang cocok dan lengkap.

On Layanan dikutip-oleh Crossref tidak ada data tentang karya mengutip ditemukan (upaya terakhir 2024-03-17 11:23:37).

Stempel Waktu:

Lebih dari Jurnal Kuantum