エルミート量子力学および非エルミート量子力学における創発平行輸送と曲率

エルミート量子力学および非エルミート量子力学における創発平行輸送と曲率

チア・イー・ジュ1,2, アダム・ミラノウィッツ3,4, ユエナン・チェン5,6,7, グアン・イン・チェン8, フランコ・ノリ4,9,10

1国立中山大学物理学科、高雄市、80424、台湾
2理論および計算物理学センター、国立中山大学、高雄 80424、台湾
3スピントロニクスおよび量子情報研究所、物理学部、アダム ミツキェヴィチ大学、61-614 ポズナン、ポーランド
4理化学研究所 先駆研究クラスター 量子理論研究室(〒351-0198 埼玉県和光市)
5国立成功大学物理学科、台南市、70101、台湾
6Center for Quantum Frontiers of Research & Technology、NCKU、台南 70101、台湾
7物理学部門、国立理論科学センター、台北 10617、台湾
8国立中興大学物理学科、台中 40227、台湾
9理化学研究所量子コンピューティングセンター〒351-0198 埼玉県和光市
10ミシガン大学物理学科、アナーバー、MI 48109-1040、米国

この論文を興味深いと思うか、議論したいですか? SciRateを引用するかコメントを残す.

抽象

研究により、非エルミート系のヒルベルト空間には自明ではない計量が必要であることが示されています。ここでは、時間に加えて進化の次元が幾何学的形式主義からどのように自然に現れるかを示します。具体的には、この形式主義では、ハミルトニアンはクリストッフェル記号のような演算子として解釈でき、シュレディンガー方程式はこの形式主義における平行移動として解釈できます。次に、創発次元に沿って状態と計量の発展方程式を導出し、任意の閉じた系のヒルベルト空間束の曲率が局所的に平坦であることを発見します。最後に、状態の忠実度感受性とベリー曲率がこれらの創発的な並行輸送に関連していることを示します。

この研究では、システムが連続パラメータに依存する場合、量子状態はシュレーディンガーのような方程式で記述されるパラメータに応じて変化することを示します。この方程式は形式的にはパラメータで記述される次元に沿った平行移動方程式または進化方程式に似ています。さらに、パラメータで形成された次元に沿って、基礎となるヒルベルト空間の幾何学/計量の支配方程式を導出します。私たちは、これらの新たな次元の特性の正式な研究にのみ取り組むのではなく、量子物理学のさまざまな分野にわたるそれらの応用も探求します。

►BibTeXデータ

►参照

【1] CM Bender と S. Boettcher、$mathcal{PT}$ 対称性を持つ非エルミート ハミルトニアンの実スペクトル、Phys.レット牧師。 80、5243 (1998)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.80.5243

【2] CM ベンダー、非エルミート ハミルトニアンを理解する、プログレ議員。物理学。 70、947 (2007)。
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0034-4885/​70/​6/​R03

【3] KG Makris、R. El-Ganainy、DN Christodoulides、および ZH Musslimani、$cal{PT}$ 対称光学格子のビーム ダイナミクス、Phys.レット牧師。 100、103904 (2008)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.100.103904

【4] R. El-Ganainy、KG Makris、M. Khajavikhan、ZH Musslimani、S. Rotter、DN Christodoulides、非エルミート物理学と $cal{PT}$ 対称性、Nat.物理学。 14、11 (2018)。
https:/ / doi.org/ 10.1038 / nphys4323

【5] A. Mostafazadeh、擬似エルミティシティと一般化 $mathcal{PT}$- および $mathcal{CPT}$-対称性、J. Math.物理学。 44、974 (2003)。
https:/ / doi.org/ 10.1063 / 1.1539304

【6] A. Mostafazadeh、量子力学の擬似エルミート表現、Int. J.Geom.メス。モッド。物理学。 7、1191 (2010)。
https:/ / doi.org/ 10.1142 / S0219887810004816

【7] B. ペン、Ş. K. Özdemir、S. Rotter、H. Yilmaz、M. Liertzer、F. Monifi、CM Bender、F. Ori、L. Yang、損失誘発抑制とレーザー発振の復活、Science 346、328 (2014)。
https:/ / doi.org/ 10.1126 / science.1258004

【8] H. ジン、Ş. K. オズデミール、X.-Y. Lü、J. Zhang、L. Yang、および F. Ori、$cal{PT}$-対称フォノン レーザー、物理学。レット牧師。 113、053604 (2014)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.113.053604

【9] CM ベンダー、量子物理学における $cal{PT}$ 対称性: 数学的好奇心から光学実験まで、Europhys。ニュース 47、17 (2016)。
https:/ / doi.org/ 10.1051/ epn/ 2016201

【10] CM Bender、DC Brody、および MP Müller、リーマン ゼータ関数の零点に関するハミルトニアン、物理学。レット牧師。 118、130201 (2017)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.118.130201

【11] JL Miller、優れた点が優れたセンサーを生む、Phys.今日70、23(2017年)。
https:/ / doi.org/ 10.1063/ pt.3.3717

【12] D. Leykam、KY Bliokh、C. Huang、Y. Chong、および F. Ori、非エルミート システムにおけるエッジ モード、縮退、およびトポロジカル数、Phys.レット牧師。 118、040401 (2017)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.118.040401

【13] F. Quijandría、U. Naether、SK Özdemir、F. Ori、D. Zueco、$cal{PT}$-対称回路 QED、Phys. Rev. A 97、053846 (2018)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / physreva.97.053846

【14] R. エル ガナイニー、M. カジャビハン、DN クリストドゥリデス、Ş. K. オズデミール、非エルミート光学の夜明け、Commun。物理学。 2、37 (2019)。
https:/ / doi.org/ 10.1038 / s42005-019-0130-z

【15] T.リュー、Y.-R. Zhang、Q.Ai、Z.Gong、K.Kawabata、M.Ueda、およびF.Nori、非エルミート系における二次位相位相、Phys.レット牧師。 122、076801 (2019)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.122.076801

【16] Z.-Y. Ge、Y.-R.チャン、T. リウ、S.-W. Li、H. Fan、および F. Ori、ディラック方程式からの非エルミート系のトポロジカル バンド理論、Phys. Rev. B 100、054105 (2019)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / physrevb.100.054105

【17] M. Parto、YGN Liu、B. Bahari、M. Khajavikhan、および DN Christodoulides、非エルミートおよびトポロジカル フォトニクス: 例外的な点での光学、P. Soc.写真オプト。インス。 10、403 (2020)。
https:/ / doi.org/ 10.1515 / nanoph-2020-0434

【18] Y. 芦田、Z. Gong、および M. 上田、非エルミート物理学、Adv.物理学。 69、249 (2020)。
https:/ / doi.org/ 10.1080 / 00018732.2021.1876991

【19] M. シリオ、P.-C.クオ、Y.-N.チェン、F. ノリ、および N. ランバート、フェルミオン影響スーパーオペレーターの正規導出、Phys. Rev. B 105、035121 (2022)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / physrevb.105.035121

【20] EJ Bergholtz、JC Budich、FK Kunst、非エルミート システムの例外的なトポロジー、Rev. Mod.物理学。 93、015005 (2021)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / revmodphys.93.015005

【21] X. チャン、T. チャン、M.-H.ルー、Y.-F. Chen、非エルミート表皮効果、Adva に関するレビュー。物理学: X 7、2109431 (2022)。
https:/ / doi.org/ 10.1080 / 23746149.2022.2109431

【22] A. Fring、PT 対称量子力学時間依存システムの紹介、J. Phys.: Conf.サー。 2448、012002 (2023)。
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1742-6596/​2448/​1/​012002

【23] Y.-L.ファング、J.-L.趙、D.-X.チェン、Y.-H.周、Y. チャン、Q.-C.ウー、C.-P. Yang および F.Nori、反 $cal{PT}$ 対称系におけるもつれのダイナミクス、Phys. Rev. Research 4、033022 (2022)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.4.033022

【24] D.-X.チェン、Y. チャン、J.-L.趙、Q.-C.ウー、Y.-L.ファング、C.-P. Yang と F.Nori、$cal{PT}$ 対称システムにおける量子状態識別、Phys. Rev. A 106、022438 (2022)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / physreva.106.022438

【25] A. Fring と T. Taira、非エルミート量子フェルミ加速器、Phys. Rev. A 108、10.1103/physreva.108.012222。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / physreva.108.012222

【26] M. Znojil、時間依存のロビン境界条件によって制御される離散座標暗号エルミート量子システム、Phys. Scripta 99、035250 (2024)。
https:/ / doi.org/ 10.1088/ 1402-4896/ ad298b

【27] M. Znojil、暗号エルミート量子理論の時間依存バージョン、Phys. Rev. D 78、085003 (2008)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.78.085003

【28] M. Znojil、量子力学の 5 ヒルベルト空間定式化、Sym。統合地理: メタ。アプリ。 001 (2009)。
https:/ / doi.org/ 10.3842/ sigma.2009.001

【29] DC Brody、双直交量子力学、J. Phys. A: 数学です。理論。 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、および M. Khajavikhan、高次例外点での感度の向上、Nature (ロンドン) 548、187 (2017) 。
https:/ / doi.org/ 10.1038 / nature23280

【31] KY Bliokh、D. Leykam、M. Lein、および F. Ori、表面マクスウェル波のトポロジカル非エルミート起源、Nat.共通。 10, 580 (2019)。
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-019-08397-6

【32] M. Znojil、例外的なポイントの通過: ケーススタディ、Proc.ロイヤル協会A 476、20190831 (2020)。
https:/ / doi.org/ 10.1098 / rspa.2019.0831

【33] M. Znojil、例外的なポイントへの単一アクセスの経路、J. Phys.: Conf.サー。 2038年012026(2021年)。
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1742-6596/​2038/​1/​012026

【34] CM Bender、J. Brod、A. Refig、および ME Reuter、$mathcal{PT}$ 対称量子理論における $mathcal{C}$ 演算子、J. Phys A: Math. Gen. 37、10139 (2004)。
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0305-4470/​37/​43/​009

【35] A. Mostafazadeh、量子力学における時間依存ヒルベルト空間、幾何学的位相、および一般共分散、Phys.レット。 A 320、375 (2004)。
https:/ / doi.org/ 10.1016 / j.physleta.2003.12.008

【36] C.-Y.ジュ、A. ミラノヴィッチ、F. ミンガンティ、C.-T。チャン、G.-Y.チェン、および F. ノリ、アインシュタインの量子エレベーター: フィールバイン形式主義による非エルミート ハミルトニアンの隠蔽化、Phys. Rev. Research 4、023070 (2022)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.4.023070

【37] C.-Y.ジュ、A. ミラノヴィッツ、G.-Y.チェンと F. ノリ、量子情報における非エルミート ハミルトニアンと no-go 定理、Phys. Rev. A 100、062118 (2019)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / physreva.100.062118

【38] CW Misner、KS Thorne、JA Wheeler、『Gravitation』(プリンストン大学出版局、2017 年)。
https:/ / doi.org/ 10.2307/ j.ctv301gk5

【39] RM Wald、一般相対性理論 (シカゴ大学出版局、1984 年)。
https:/ / doi.org/ 10.7208 / chicago / 9780226870373.001.0001

【40] D. ストーカーと SM キャロル、時空と幾何学 (ケンブリッジ大学出版局、2019 年)。
https:/ / doi.org/ 10.1017 / 9781108770385

【41] P. Collier、微分形式の初心者ガイド (Incomprehensible Books、2021)、311–311 ページ。
https:/ / doi.org/ 10.4324 / 9781003444145-22

【42] T. ニーダム、視覚微分幾何学と形式 (プリンストン大学出版局、2021)。
https:/ / doi.org/ 10.1515 / 9780691219899

【43] MH Emam、Covariant Physics (オックスフォード大学出版局、2021)。
https:/ / doi.org/ 10.1093 / oso / 9780198864899.001.0001

【44] J.J.サクライとJ.ナポリターノ、現代量子力学(ケンブリッジ大学出版局、2017年)。
https:/ / doi.org/ 10.1017 / 9781108499996

【45] H. Mehri-Dehnavi および A. Mostafazadeh、非エルミート ハミルトニアンの幾何学的位相とそのホロノミー解釈、J. Math.物理学。 49、082105 (2008)。
https:/ / doi.org/ 10.1063 / 1.2968344

【46] 中原正史、幾何学、トポロジー、物理学、第 2 版(IOP Publishing、ブリストル、2003 年)、244 ~ 307 ページ。
https:/ / doi.org/ 10.1201 / 9781315275826-7

【47] D.シャオ、M.-C. Chang、Q. Niu、電子特性に対するベリー位相効果、Rev. Mod.物理学。 82年、1959年(2010年)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.82.1959

【48] L. ワン、Y.-H. Liu、J. Imriška、PN Ma、および M. Troyer、「忠実度感受性の簡素化: 統合量子モンテカルロ アプローチ」、Phys. Rev. X 5、031007 (2015)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / physrevx.5.031007

【49] Y.-C.ツェン、C.-Y.ジュ、G.-Y.チェン、W.-M. Huang、忠実度感受性を持つ非エルミート例外点の探索、物理学。 Rev. Res. 3、013015 (2021)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.013015

【50] Y.-T. Tu、I. Jang、P.-Y.チャン、Y.-C. Tzeng、$cal{PT}$ 対称性を持つ非エルミート量子システムにおける忠実度の一般特性、Quantum 7、960 (2022)。
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2023-03-23-960

【51] C. Nash および S. Sen、『物理学者のためのトポロジーと幾何学』 (Dover Pub.、ニューヨーク、2011 年)。
https:/ / doi.org/ 10.1142 / 9599

【52] J. ポルチンスキー、弦理論 (ケンブリッジ大学出版局、1998 年)。
https:/ / doi.org/ 10.1017 / cbo9780511816079

【53] K. Becker、M. Becker、JH Schwarz、『弦理論と M 理論』 (ケンブリッジ大学出版局、2006 年)。
https:/ / doi.org/ 10.1017 / cbo9780511816086

【54] OD Stefano、A. Settineri、V. Macrì、L. Garziano、R. Stassi、S. Savasta、および F. Ori、超強結合キャビティ量子電気力学におけるゲージ曖昧さの解決、Nat.物理学。 15、803 (2019)。
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-019-0534-4

【55] L. Garziano、A. Settineri、OD Stefano、S. Savasta、および F. Ori、Dicke および Hopfield モデルのゲージ不変性、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、および F. Ori、共振器 QED におけるゲージの自由度、量子測定、および時間依存相互作用、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、および F. Ori、103 レベル システムにおけるゲージ原理とゲージ不変性、Phys. Rev. A 053703、2021 (XNUMX)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / physreva.103.053703

【58] W. Salmon、C. Gustin、A. Settineri、OD Stefano、D. Zueco、S. Savasta、F. Ori、S. Hughes、開放系共振器の超強結合領域におけるゲージ非依存発光スペクトルと量子相関 - QED、P. Soc.写真オプト。インス。 11 年 1573 月 (2022 年)。
https:/ / doi.org/ 10.1515 / nanoph-2021-0718

【59] M. Born および V. Fock、Beweis des Adiabatensatzes、Z. Phys. 51、165 (1928)。
https:/ / doi.org/ 10.1007 / bf01343193

【60] MV Berry、断熱変化を伴う量子位相因子、Proc.ロイヤル協会ロンドン A 392, 45 (1984)。
https:/ / doi.org/ 10.1142 / 9789813221215_0006

【61] S. Nandy、A. Taraphder、および S. Tewari、トポロジカル絶縁体における平面ホール効果のベリー位相理論、Sci.議員第 8 号、14983 (2018)。
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41598-018-33258-5

【62] S.-J. Gu、量子相転移への忠実度アプローチ、International J. Mod.物理学。 B 24、4371 (2010)。
https:/ / doi.org/ 10.1142 / s0217979210056335

【63] T. Kata、線形演算子の摂動理論、第 2 版、Grundlehren der mathematischen Wissenschaften (Springer、ベルリン、1976 年)、479 ~ 515 ページ。
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-66282-9_9

【64] WD Heiss、非エルミート演算子の例外点、J. Phys A: Math。 Gen. 37、2455 (2004)。
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0305-4470/​37/​6/​034

【65] Ş. K. オズデミール、S. ロッター、F. ノリ、L. ヤン、パリティ時間対称性とフォトニクスにおける例外的な点、Nat.メーター。 18、783 (2019)。
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41563-019-0304-9

【66] D. Rattacaso、P. Vitale、および A. Hamma、平衡から離れた量子幾何テンソル、J. Phys.共通。 4、055017 (2020)。
https:/ / doi.org/ 10.1088 / 2399-6528 / ab9505

【67] DZ Freedman、P. van Nieuwenhuizen、S. Ferrara、超重力理論への進歩、Phys. Rev. D 13、3214 (1976)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / physrevd.13.3214

【68] P. van Nieuwenhuizen、超重力、物理学。議員第68号、189号(1981年)。
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0370-1573(81)90157-5

【69] PO コフマン、OV イヴァクネンコ、SN シェフチェンコ、および F. ノリ、非断熱遷移に対するマヨラナのアプローチは断熱衝撃近似を検証します。議員 13、5053 (2023)。
https:/ / doi.org/ 10.1038 / s41598-023-31084-y

によって引用

[1] Ievgen I. Arkhipov、Adam Miranowicz、Fabrizio Minganti、Şahin K. Özdemir、Franco Ori、「例外的な曲線を囲みながら悪魔の点を動的に横断する: プログラム可能な対称-非対称マルチモード スイッチ」、 Nature Communications 14、2076(2023).

[2] Miloslav Znojil、「非エルミート ハミルトニアンとのハイブリッド形式の量子論」、 物理学の手紙A 457、128556(2023).

[3] Miloslav Znojil、「ハイブリッド非エルミート相互作用表現における非定常量子力学」、 物理学の手紙A 462、128655(2023).

上記の引用は SAO / NASA ADS (最後に正常に更新された2024-03-17 11:23:39)。 すべての出版社が適切で完全な引用データを提供するわけではないため、リストは不完全な場合があります。

On Crossrefの被引用サービス 作品の引用に関するデータは見つかりませんでした(最後の試行2024-03-17 11:23:37)。

タイムスタンプ:

より多くの 量子ジャーナル