הובלה ועקמומיות מקבילות בהופעה במכניקת הקוונטים ההרמיטית והלא-הרמיטית

הובלה ועקמומיות מקבילות בהופעה במכניקת הקוונטים ההרמיטית והלא-הרמיטית

צ'יה-יי ג'ו1,2, אדם מירנוביץ'3,4, יוה-נאן חן5,6,7, גואנג-ין צ'ן8, ו פרנקו נורי4,9,10

1המחלקה לפיזיקה, אוניברסיטת סאן יאט-סן הלאומית, קאושיונג 80424, טייוואן
2המרכז לפיזיקה תיאורטית וחישובית, אוניברסיטת סאן יאט-סן הלאומית, קאושיונג 80424, טייוואן
3המכון לספינטרוניקה ומידע קוונטי, הפקולטה לפיזיקה, אוניברסיטת אדם מיצקביץ', 61-614 פוזנן, פולין
4מעבדה לפיזיקה קוונטית תיאורטית, אשכול למחקר חלוצי, RIKEN, Wakoshi, Saitama, 351-0198, יפן
5המחלקה לפיזיקה, אוניברסיטת צ'נג קונג הלאומית, Tainan 70101, טייוואן
6המרכז לגבולות קוונטיים של מחקר וטכנולוגיה, NCKU, Tainan 70101, טייוואן
7המחלקה לפיזיקה, המרכז הלאומי למדעים תיאורטיים, טייפה 10617, טייוואן
8המחלקה לפיזיקה, אוניברסיטת צ'ונג הסינג הלאומית, טאיצ'ונג 40227, טייוואן
9Quantum Computing Center, RIKEN, Wakoshi, Saitama, 351-0198, יפן
10המחלקה לפיזיקה, אוניברסיטת מישיגן, אן ארבור, MI 48109-1040, ארה"ב

מצא את העיתון הזה מעניין או רוצה לדון? סקייט או השאירו תגובה ב- SciRate.

תַקצִיר

מחקרים הראו שמרחבי הילברט של מערכות לא-הרמיטיות דורשים מדדים לא טריוויאליים. כאן, אנו מדגימים כיצד ממדי אבולוציה, בנוסף לזמן, יכולים לצוץ באופן טבעי מפורמליזם גיאומטרי. באופן ספציפי, בפורמליזם זה, ניתן לפרש את המילטון כאופרטורים דמויי סמל כריסטופל, ואת משוואת שרדינגר כטרנספורט מקביל בפורמליזם זה. לאחר מכן אנו גוזרים את משוואות האבולוציה עבור המצבים והמדדים לאורך הממדים המתעוררים ומגלים שהעקמומיות של צרור המרחב הילברט עבור כל מערכת סגורה נתונה שטוחה מקומית. לבסוף, אנו מראים כי רגישות הנאמנות ועקמומיות ברי של מדינות קשורות לטרנספורטים מקבילים המתעוררים הללו.

במחקר זה, אנו מראים שאם מערכת תלויה בפרמטר מתמשך, המצבים הקוונטיים משתנים עם הפרמטר המתואר על ידי משוואה דמוית שרדינגר, אשר מזכירה באופן פורמלי משוואת העברה או אבולוציה מקבילה לאורך הממד המתואר על ידי הפרמטר. יתר על כן, אנו גוזרים את המשוואה השולטת עבור הגיאומטריה/מטריקה של מרחב הילברט הבסיסי לאורך הממד שנוצר בפרמטר. במקום לעסוק אך ורק במחקר רשמי של תכונות הממדים המתעוררים הללו, אנו גם חוקרים את היישומים שלהם בתחומים שונים בפיזיקה הקוונטית.

► נתוני BibTeX

► הפניות

[1] CM Bender and S. Boettcher, Real Spectra in Non-Hermitian Hamiltonians with $mathcal{PT}$ Symmetry, Phys. הכומר לט. 80, 5243 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.80.5243

[2] CM Bender, Making sense of non-Hermitian Hamiltonians, Rep. Prog. פיזי. 70, 947 (2007).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0034-4885/​70/​6/​R03

[3] KG Makris, R. El-Ganainy, DN Christodoulides, and ZH Musslimani, Beam Dynamics in $cal{PT}$ Symmetric Optical Lattices, Phys. הכומר לט. 100, 103904 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.100.103904

[4] R. El-Ganainy, KG Makris, M. Khajavikhan, ZH Musslimani, S. Rotter, and DN Christodoulides, Physics Non-Hermitian and $cal{PT}$ symmetry, Nat. פיזי. 14, 11 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys4323

[5] A. Mostafazadeh, Pseudo-Hermiticity and generalized $mathcal{PT}$- and $mathcal{CPT}$-symmetries, J. Math. פיזי. 44, 974 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1539304

[6] A. Mostafazadeh, ייצוג פסאודו-הרמיטיאני של מכניקת הקוונטים, Int. J. Geom. מת'. מוד. פיזי. 7, 1191 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1142 / S0219887810004816

[7] B. Peng, Ş. K. Özdemir, S. Rotter, H. Yilmaz, M. Liertzer, F. Monifi, CM Bender, F. Nori, and L. Yang, Loss-induced suppression and revival of lasing, Science 346, 328 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1258004

[8] H. Jing, Ş. K. Özdemir, X.-Y. Lü, J. Zhang, L. Yang, ו-F. Nori, $cal{PT}$-Symmetric Phonon Laser, Phys. הכומר לט. 113, 053604 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.113.053604

[9] CM Bender, $cal{PT}$ סימטריה בפיזיקה קוונטית: מסקרנות מתמטית לניסויים אופטיים, Europhys. חדשות 47, 17 (2016).
https://doi.org/​10.1051/​epn/​2016201

[10] CM Bender, DC Brody, ו-MP Müller, Hamiltonian for the Zeros of the Riemann Zeta Function, Phys. הכומר לט. 118, 130201 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.118.130201

[11] JL Miller, נקודות יוצאות דופן מייצרות חיישנים יוצאי דופן, Phys. היום 70, 23 (2017).
https://doi.org/​10.1063/​pt.3.3717

[12] D. Leykam, KY Bliokh, C. Huang, Y. Chong, ו-F. Nori, Edge Modes, Degenerations, and Numbers Topological in Non-Hermitian Systems, Phys. הכומר לט. 118, 040401 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.118.040401

[13] F. Quijandria, U. Naether, SK Özdemir, F. Nori, and D. Zueco, $cal{PT}$-Symmetric Circuit QED, Phys. ר' א 97, 053846 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.97.053846

[14] R. El-Ganainy, M. Khajavikhan, DN Christodoulides, and Ş. K. Özdemir, שחר של אופטיקה לא-הרמיטיאנית, Commun. פיזי. 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, ו-F. Nori, שלבים טופולוגיים מסדר שני במערכות לא הרמיטיות, פיזי. הכומר לט. 122, 076801 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.122.076801

[16] ז.-י. Ge, Y.-R. Zhang, T. Liu, S.-W. Li, H. Fan, and F. Nori, תיאוריית להקות טופולוגיות למערכות לא-הרמיטיות ממשוואת דיראק, Phys. ר' ב 100, 054105 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevb.100.054105

[17] M. Parto, YGN Liu, B. Bahari, M. Khajavikhan, and DN Christodoulides, Non-Hermitian and topological photonics: Optics in a exceptional point, P. Soc. אפשרות צילום. אינס. 10, 403 (2020).
https://doi.org/ 10.1515/nanoph-2020-0434

[18] Y. Ashida, Z. Gong, and M. Ueda, פיסיקה לא-הרמיטית, עו"ד. פיזי. 69, 249 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00018732.2021.1876991

[19] M. Cirio, P.-C. Kuo, Y.-N. Chen, F. Nori, and N. Lambert, גזירה קנונית של superoperator ההשפעה הפרמיונית, Phys. ר' ב' 105, 035121 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevb.105.035121

[20] EJ Bergholtz, JC Budich, ו-FK Kunst, Exceptional Topology of non-Hermitian systems, Rev. Mod. פיזי. 93, 015005 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / revmodphys.93.015005

[21] X. Zhang, T. Zhang, M.-H. לו, וי.-פ. חן, סקירה על אפקט עור שאינו הרמיטי, אדווה. Phys.: X 7, 2109431 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 23746149.2022.2109431

[22] A. Fring, An Introduction to PT-Symmetric Quantum Mechanics-Time-Dependent Systems, J. Phys.: Conf. סר. 2448, 012002 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1742-6596/​2448/​1/​012002

[23] י.-ל. פאנג, ג'יי-ל. Zhao, D.-X. חן, י.-ה. Zhou, Y. Zhang, Q.-C. וו, סי-פ. יאנג ופ. נורי, דינמיקה של הסתבכות במערכות סימטריות אנטי-$cal{PT}$, Phys. ר' מחקר 4, 033022 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.4.033022

[24] D.-X. Chen, Y. Zhang, J.-L. Zhao, Q.-C. וו, י.-ל. פאנג, סי-פ. Yang, ו-F. Nori, אפליה של מצבים קוונטיים במערכת סימטרית $cal{PT}$, Phys. ר' א 106, 022438 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.106.022438

[25] A. Fring ו-T. Taira, מאיץ פרמי קוונטי שאינו הרמיטי, Phys. Rev. A 108, 10.1103/​physreva.108.012222.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.108.012222

[26] M. Znojil, מערכת קוונטית קריפטו-הרמיטית עם קואורדינטות דיסקרטיות הנשלטת על ידי תנאי גבול רובין תלויי זמן, Phys. סקריפטה 99, 035250 (2024).
https://doi.org/​10.1088/​1402-4896/​ad298b

[27] M. Znojil, גרסה תלוית זמן של תורת הקוונטים הקריפטו-הרמיטית, Phys. רפ' ד 78, 085003 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.78.085003

[28] M. Znojil, Three-Hilbert-Space Formulation of Quantum Mechanics, Sym. אינטג. Geom.: מת'. אפליקציה. 5, 001 (2009).
https://doi.org/​10.3842/​sigma.2009.001

[29] DC Brody, מכניקת קוונטים ביורטוגונלית, J. Phys. ת: מתמטיקה. אור. 47, 035305 (2013).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​47/​3/​035305

[30] H. Hodaei, AU Hassan, S. Wittek, H. Garcia-Gracia, R. El-Ganainy, DN Christodoulides, and M. Khajavikhan, Enhanced Sensity at High-order exceptional points, Nature (London) 548, 187 (2017) .
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature23280

[31] KY Bliokh, D. Leykam, M. Lein, and F. Nori, מקור טופולוגי לא הרמיטי של גלי מקסוול פני השטח, Nat. Commun. 10, 580 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-019-08397-6

[32] M. Znojil, מעבר דרך נקודה יוצאת דופן: תיאור מקרה, פרוק. Royal Soc. A 476, 20190831 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.2019.0831

[33] M. Znojil, נתיבים של גישה יחידה לנקודות חריגות, J. Phys.: Conf. סר. 2038, 012026 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1742-6596/​2038/​1/​012026

[34] CM Bender, J. Brod, A. Refig, ו-ME Reuter, האופרטור $mathcal{C}$ בתיאוריות קוונטיות סימטריות $mathcal{PT}$, J. Phys A: Math. ג' 37, 10139 (2004).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0305-4470/​37/​43/​009

[35] A. Mostafazadeh, מרחבי הילברט תלויי זמן, פאזות גיאומטריות ו-covariance כללית במכניקת הקוונטים, Phys. Lett. א 320, 375 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physleta.2003.12.008

[36] ג.-י. Ju, A. Miranowicz, F. Minganti, C.-T. צ'אן, ג'י-י. צ'ן, ופ. נורי, המעלית הקוונטית של איינשטיין: הרמיטיזציה של המילטון שאינם הרמיטים באמצעות הפורמליזם של וילביין, פיזי. Rev. Research 4, 023070 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.4.023070

[37] ג.-י. Ju, A. Miranowicz, G.-Y. צ'ן, ו-F. Nori, המילטון שאינם הרמיטים ומשפטי אי-סע במידע קוונטי, Phys. Rev. A 100, 062118 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.100.062118

[38] CW Misner, KS Thorne, ו-JA Wheeler, Gravitation (הוצאת אוניברסיטת פרינסטון, 2017).
https:/​/​doi.org/​10.2307/​j.ctv301gk5

[39] RM Wald, יחסיות כללית (הוצאת אוניברסיטת שיקגו, 1984).
https: / / doi.org/ 10.7208 / שיקגו / 9780226870373.001.0001

[40] D. Stoker ו-SM Carroll, Spacetime and Geometry (הוצאת אוניברסיטת Cambridge, 2019).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781108770385

[41] פ. קולייר, מדריך למתחילים לצורות דיפרנציאליות (ספרים בלתי מובנים, 2021) עמ' 311–311.
https: / / doi.org/ 10.4324 / 9781003444145-22

[42] T. Needham, גיאומטריה דיפרנציאלית חזותית וצורות (הוצאת אוניברסיטת פרינסטון, 2021).
https: / / doi.org/ 10.1515 / 9780691219899

[43] MH Emam, פיסיקה קווריאנטית (הוצאת אוניברסיטת אוקספורד, 2021).
https: / / doi.org/ 10.1093 / oso / 9780198864899.001.0001

[44] JJ Sakurai and J. Napolitano, Modern Mechanics Quantum (Cambridge University Press, 2017).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781108499996

[45] H. Mehri-Dehnavi and A. Mostafazadeh, Phase Geometric for non-Hermitian Hamiltonians and the holonomy his interpretation, J. Math. פיזי. 49, 082105 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.2968344

[46] M. Nakahara, גיאומטריה, טופולוגיה ופיזיקה, מהדורה 2. (הוצאת IOP, בריסטול, 2003) עמ' 244–307.
https: / / doi.org/ 10.1201 / 9781315275826-7

[47] D. Xiao, M.-C. Chang, and Q. Niu, Berry phase effects on properties electronic, Rev. Mod. פיזי. 82, 1959 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.82.1959

[48] ל. וואנג, י.-ה. Liu, J. Imriška, PN Ma, and M. Troyer, רגישות נאמנות בפשטות: גישה קוונטית מאוחדת של מונטה קרלו, פיזי. Rev. X 5, 031007 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevx.5.031007

[49] ג Y. צנג, סי-י. Ju, G.-Y. חן, ו-ו.-מ. Huang, ציד אחר נקודות חריגות שאינן הרמיטיות עם רגישות לנאמנות, Phys. כומר מיל. 3, 013015 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.013015

[50] י.-ת. טו, I. Jang, P.-Y. צ'אנג, ו-Y.-C. צנג, מאפיינים כלליים של נאמנות במערכות קוונטיות שאינן הרמיטיות עם סימטריה $cal{PT}$, Quantum 7, 960 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2023-03-23-960

[51] C. Nash and S. Sen, Topology and Geometry for Physicists (דובר פאב, ניו יורק, 2011).
https: / / doi.org/ 10.1142 / 9599

[52] ג'יי פולצ'ינסקי, תורת המיתרים (הוצאת אוניברסיטת קיימברידג', 1998).
https: / / doi.org/ 10.1017 / cbo9780511816079

[53] K. Becker, M. Becker, and JH Schwarz, String Theory and M-Theory (הוצאת אוניברסיטת Cambridge, 2006).
https: / / doi.org/ 10.1017 / cbo9780511816086

[54] OD Stefano, A. Settineri, V. Macrì, L. Garziano, R. Stassi, S. Savasta, and F. Nori, רזולוציה של אי בהירות מד באלקטרודינמיקה קוונטית של חלל צימוד אולטרה-חזקים, נאט. פיזי. 15, 803 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-019-0534-4

[55] L. Garziano, A. Settineri, OD Stefano, S. Savasta, and F. Nori, Invariance Gauge of the Dicke and Hopfield models, Phys. Rev. A 102, 023718 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.102.023718

[56] A. Settineri, OD Stefano, D. Zueco, S. Hughes, S. Savasta, and F. Nori, Gauge freedom, מדידות קוונטיות ואינטראקציות תלויות זמן בחלל QED, Phys. Rev. Research 3, 023079 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.3.023079

[57] S. Savasta, OD Stefano, A. Settineri, D. Zueco, S. Hughes, ו-F. Nori, עיקרון מד ואינבוריות מד במערכות דו-מפלסיות, Phys. ר' א 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, and S. Hughes, ספקטרום פליטה בלתי תלוי במדד ומתאמים קוונטיים במשטר הצימוד האולטרה חזק של חלל מערכת פתוחה- QED, P. Soc. אפשרות צילום. אינס. 11, 1573 (2022).
https://doi.org/ 10.1515/nanoph-2021-0718

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

[60] MV Berry, גורמי שלב קוונטאליים הנלווים לשינויים אדיאבטיים, פרוק. Royal Soc. London A 392, 45 (1984).
https: / doi.org/â € ‹10.1142 / 9789813221215_0006

[61] S. Nandy, A. Taraphder, and S. Tewari, Berry Phase theory of planar Hall effect in insulators טופולוגי, Sci. רפ' 8, 14983 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41598-018-33258-5

[62] S.-J. Gu, גישת נאמנות למעברי פאזה קוונטיים, International J. Mod. פיזי. ב 24, 4371 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1142 / s0217979210056335

[63] T. Kato, Perturbation Theory for linear operators, מהדורה 2, Grundlehren der mathematischen Wissenschaften (Springer, Berlin, 1976) עמ' 479–515.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-66282-9_9

[64] WD Heiss, Exceptional points of non-hermitian operators, J. Phys A: Math. ג' 37, 2455 (2004).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0305-4470/​37/​6/​034

[65] Ş. K. Özdemir, S. Rotter, F. Nori, and L. Yang, סימטריה זוגית-זמן ונקודות חריגות בפוטוניקה, נאט. מאטר. 18, 783 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41563-019-0304-9

[66] D. Rattacaso, P. Vitale, and A. Hamma, טנזור גיאומטרי קוונטי הרחק משיווי המשקל, J. Phys. Commun. 4, 055017 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 2399-6528 / ab9505

[67] DZ Freedman, P. van Nieuwenhuizen, and S. Ferrara, Progress to a theory of supergravity, Phys. Rev. D 13, 3214 (1976).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevd.13.3214

[68] P. van Nieuwenhuizen, Supergravity, Phys. Rep. 68, 189 (1981).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0370-1573(81)90157-5

[69] PO Kofman, OV Ivakhnenko, SN Shevchenko, ו-F. Nori, הגישה של Majorana למעברים לא-דיאבטיים מאמתת את הקירוב האדיאבטי-אימפולס, Sci. רפ' 13, 5053 (2023).
https: / doi.org/â € ‹10.1038 / s41598-023-31084-y

מצוטט על ידי

[1] Ievgen I. Arkhipov, Adam Miranowicz, Fabrizio Minganti, Şahin K. Özdemir, ופרנקו נורי, "חצייה דינמית של נקודות שטניות תוך הקפת עקומות יוצאות דופן: מתג רב-מצבי סימטרי-אסימטרי שניתן לתכנות", תקשורת טבע 14, 2076 (2023).

[2] מילוסלב זנוג'יל, "צורה היברידית של תורת הקוונטים עם המילטון שאינם הרמיטים", מכתבי פיזיקה א '457, 128556 (2023).

[3] מילוסלב זנוג'יל, "מכניקת קוונטים לא נייחת בייצוג אינטראקציה היברידית לא-הרמיטית", מכתבי פיזיקה א '462, 128655 (2023).

הציטוטים לעיל הם מ- מודעות SAO / NASA (עודכן לאחרונה בהצלחה 2024-03-17 11:23:39). הרשימה עשויה להיות שלמה מכיוון שלא כל בעלי האתרים מספקים נתוני ציטוט ראויים ומלאים.

On השירות המוזכר של קרוסרף לא נמצאו נתונים על ציטוט עבודות (ניסיון אחרון 2024-03-17 11:23:37)

בול זמן:

עוד מ יומן קוונטים