Time Reversal and Exceptional Points
研究了衰变量子系统在哈密顿量例外点处的本征向量。特别注意的是系统的时间反演对称性破缺的性质。在特殊点的手征系统-发现时间反演对称性-一般持续存在。然而,它不再是圆形而是椭圆形。
2004-01-15 quant-ph
A first encounter with exceptional points in a quantum model
本研究以受激光驱动的损耗两能级原子为例,展示异常点在量子模型中的出现及其对光谱等可观测量从洛伦兹单峰到莫勒三重峰的影响,支持用异常点视角解释量子系统。
2025-04-23 quant-ph
Exceptional points and unitary evolution of the physical solutions
本文给出了一个实的冯诺依曼-维格纳型的伪厄米哈密顿量的连续谱中的例外点的例子,并进行了讨论。值得注意的是,这些特殊的点是与一个双极点的归一化因子的约斯特本征函数归一化到单位通量在无穷远。在例外的点,两个未归一化的约斯特本征函数不再是线性独立的,但合并产生两个约旦周期的广义束缚态本征函数嵌入在连续和约旦块表示的哈密顿量。规则散射本征函数在例外点处为零,不规则散射本征函数在该点处具有双极点。因此,规则散射本征函数的时间演化是酉的,而不规则散射本征函数的时间演化是伪酉的。散射矩阵是波数$k$的正则解析函数,适用于包括例外点在内的所有$k$。
2015-05-01 quant-ph
Branching high-order exceptional points in non-hermitian optical systems
例外点是复值光谱奇点,导致了许多有趣的特征,如损耗引起的透明度-一个违反直觉的过程,其中系统的整体损耗的增加可以导致增强的传输。一般来说,相关的增强功能随例外点的顺序而缩放。因此,设计新的策略来实现能够表现出高阶异常点的现实设备是非常有意义的。在这里,我们表明,高阶N-光子例外点可以通过激发非厄米波导安排相干光态产生。使用光子数分辨探测器,就有可能在量子领域观察到N光子增强的损失诱导透明。此外,我们分析表明,在相同的非保守波导阵列中发生的数分辨动力学将表现出本征谱分支有几个例外的点与不同的本征模和耗散率。
2021-12-10 quant-ph
Sensitivity of parameter estimation near the exceptional point of a non-Hermitian system
非厄米系统的例外点,即$n$不同的能量本征态合并成一个相同的能量本征态,具有厄米系统中没有的许多有趣的性质。特别地,由于磁化率$dε^{1/n}/dε$在例外点处发散,所以能级分裂对$n$阶例外点附近的微扰参数$ε$的$ε^{1/n}$依赖性激发了具有任意高灵敏度的计量的想法。本文利用量子费舍尔信息的精确形式,从理论上研究了异常点附近参数估计的灵敏度。量子费舍尔信息形式主义允许在不指定特定测量方法的情况下确定最高灵敏度。我们发现,例外点承担的灵敏度没有显着的增强。相反,本征态的聚结正好抵消了本征值的磁化率发散,并使灵敏度成为微扰参数的光滑函数。
2018-09-15 quant-ph
Detecting topological exceptional points in a parity-time symmetric system with cold atoms
揭示了二能级宇称-时间对称系统中例外点的一种新的拓扑性质,并提出了一种探测该系统中拓扑例外点的方案,该方案嵌入由四能级冷原子系统构成的更大的Hilbert空间中.我们表明,在所提出的系统中,用于模拟非厄米哈密顿量的可调参数可以被调谐到扫描本征态通过参数空间中的例外点。利用原子干涉术可以测量在该环中从例外点得到的本征态的非平凡Berry相位。由于所提出的操作和检测在实验上是可行的,我们的方案可能为探索非厄米系统的新特性铺平了一条有前途的道路。
2016-11-08 quant-ph
Collectivity, Phase Transitions and Exceptional Points in Open Quantum Systems
开放量子系统中的相变与哈密顿量的例外点有关,它与大宽度的集体态和相当小宽度的陷阱态的形成有关。例外点是奇异的频谱和本征函数,当他们被认为是一个耦合参数的函数。在本文中,这个参数是耦合强度的连续。它示出的例外点的位置(它们的聚集点在的结晶极限)取决于特定的类型和能量的依赖性的耦合到连续的相应的相变的转变点以同样的方式。
1998-05-13 quant-ph
Adjusting exceptional points using saturable nonlinearities
本文研究可饱和非线性对非厄米二聚体系统中奇异点的影响,发现非线性可产生多个本征值,并证明通过调节失谐空间中的非相等可饱和非线性能够精确定位奇异点。
2024-06-08 quant-ph
Detecting the effects of quantum gravity with exceptional points in optomechanical sensors
在这篇论文中,我们研究了一个二元力学系统中,量子引力对系统例外点的影响。一方面,我们发现量子引力的微弱效应可以通过将系统推向一个二阶例外点来感知,在这个二阶例外点上,非厄米系统的谱表现出非解析的甚至是不连续的行为。另一方面,重力扰动将影响系统对沉积质量的灵敏度。为了进一步提高系统对量子引力的敏感性,我们将系统推广到另一个具有高阶(三阶)例外点的系统。我们的工作为利用例外点作为探索量子引力效应的新工具提供了一种可行的途径。
2021-06-29 quant-ph
Symmetry and degeneracy, exceptional point and coalescence: a pedagogical approach
我们展示了一个参数依赖的$3\times 3$非厄米矩阵,表现出退化和合并的特征值在一个例外点(厄米和非厄米退化)。这个简单的非厄米模型适合于在量子力学的本科或研究生课程中讨论这些概念。我们还研究了负责简并的对称群。
2021-08-17 quant-ph
Robustness of exceptional-point-based sensors against parametric noise: The role of Hamiltonian and Liouvillian degeneracies
最近的实验已经证明了利用开放量子和波系统中的光谱奇异性的可行性,即所谓的例外点,用于具有强烈增强灵敏度的传感器。在这里,我们从理论上研究了经典参数噪声对此类传感器性能的影响。在一个Lindblad型形式主义的随机哈密顿,我们讨论的分解频率分裂和传感器的动态稳定性,并表明这些属性是相互关联的。最重要的是不同的特点例外点的频谱的哈密尔顿和相应的Liouvillian。两个现实的例子,宇称时间对称的二聚体和回音壁微腔与不对称的背散射,说明了调查结果。
2020-05-20 physics.optics quant-ph
Exceptional point in a trimer chain of oscillators with a quadratic driving
本文研究二次光子驱动下三聚体耗散振子链的例外点,发现例外点处光谱分裂为两个峰,且峰位仅由耦合强度决定,可用于估计振子间耦合强度。
2025-01-02 quant-ph
Repulsion of Resonance States and Exceptional Points
水平排斥与例外点,这是平方根奇异的能量作为(复杂的)相互作用参数的函数。这对于共振态能量也是有效的。使用这个概念,它认为,水平反交叉(交叉)必须意味着交叉(反交叉)的相应宽度的共振态。此外,它表明,一个例外点的包围引起的相位变化的一个波函数,但不是其他。一个实验装置进行了讨论,可以观察到这个阶段的行为,它不同于在一个恶魔点遇到的。
1999-09-15 quant-ph
Instabilities, nonhermiticity and exceptional points in the cranking model
在PT对称性的背景下,重新研究了在快速旋转核和玻色-爱因斯坦凝聚体物理中广泛应用的曲柄谐振子模型。模型的失稳点被识别为异常点。有人认为,即使汉密尔顿似乎厄米在第一眼看-它实际上是不是厄米在该地区的不稳定性。
2007-09-26 quant-ph
Rabi oscillations at the exceptional point in anti-parity-time symmetric diffusive systems
这篇理论论文的动机来自于最近的实验的热传递系统的两个热耦合环旋转在相反的方向上具有相等的角速度,目前反宇称时间(APT)的对称性。该理论模型预测了静止到运动的温度分布相变在对称性破缺为一个特定的旋转速度。在这项工作中,我们表明,该系统表现出宇称时间($\mathcal{PT}$)相变在异常点,其中相应的非厄米哈密顿的本征值和本征向量合并。我们解析地解决了热扩散系统的例外点,并表明,可以通过相变,通过改变环的半径,分离的完整和破碎的阶段。在连续的$\mathcal{PT}$对称的情况下,温度分布在例外点处表现出阻尼拉比振荡。我们的结果揭示了热扩散系统在例外点处的行为。
2020-12-29 quant-ph
Dynamically encircling an exceptional point in a real quantum system
非厄米简并点具有特殊的拓扑结构,导致了各种违反直觉的现象和新颖的应用,刷新了我们对量子物理的认识。一个特别有趣的行为是由动态包围参数空间中的一个例外点引起的模式切换现象。虽然这些模式开关已经在经典系统中进行了探索,但由于在真实量子系统中构建与时间相关的非厄米哈密顿量的困难,量子体系中的实验研究仍然难以捉摸。在这里,我们实验证明动态包围例外点与一个单一的氮空位中心的金刚石。利用膨胀方法实现了含时非厄米哈密顿量。观察到了非对称和对称模式开关。我们的工作揭示了例外点的拓扑结构,并为全面探索量子体系中非厄米哈密顿量的奇异性质铺平了道路。
2020-02-17 quant-ph
Characteristic influence of exceptional points in quantum dynamics
本文综述了近年来关于非厄米系统中异常点处本征态合并的发生及其对物理量的影响的一些研究工作。我们特别关注开放量子系统中异常点附近的量子动力学,这些异常点由一个向外的厄米哈密顿量描述,在投影出系统的环境分量后,该哈密顿量产生一个非厄米有效描述。我们将异常点分为两类:两个或多个共振态合并的点和至少一个共振态和合作反共振合并的点(可能也包括虚拟态),我们引入几个简单的模型来探索这两种类型的动力学。在后一种情况下,合并共振和反共振态,我们表明,连续阈值的存在下起着很大的作用,在塑造的动态,除了例外点本身。我们还简要讨论了例外点直接出现在阈值处的特殊情况。
2021-08-10 quant-ph
Quantum Liouvillian exceptional and diabolical points for bosonic fields with quadratic Hamiltonians: The Heisenberg-Langevin equation approach
利用Heisenberg-Langevin方程和相应的算符矩方程的解,讨论了确定开放量子系统Liouvillian本征频率的等价方法.一个简单的阻尼二能级原子的分析证明了这两种方法的等价性。所建议的方法是用来揭示的结构以及相应的运动方程的动力学矩阵的本征频率和它们的退化的一般二次哈密顿描述的相互作用玻色子模式。在双模情形下,讨论了量子Liouville例外点和魔鬼点及其简并性。量子混合恶魔例外点(继承,真正的,和诱导)和隐藏的例外点,这是不能直接识别的振幅谱,观察。通过海森堡-朗之万方程提出的方法为详细分析无限维开放量子系统中的量子异常点和恶魔点铺平了一般道路。
2022-12-19 quant-ph
Quantum phases transition revealed by the exceptional point in Hopfield-Bogoliubov matrix
我们利用Hopfield-Bogoliubov矩阵中的例外点来寻找玻色系统中的相变点。在以前的许多工作中,激发能在临界点消失。当Hopfield-Bogoliubov矩阵的行列式为零时,可以等价地说量子临界点出现了。我们解析地得到了对应于一般二次哈密顿量的Hopfield-Bogoliubov矩阵。对于单模系统,Hopfield-Bogoliubov矩阵例外点的出现等价于Hopfield-Bogoliubov矩阵行列式的消失。然而,在多模玻色子系统中,除了某些特殊情况外,它们并不等价。例如,在完全对称的情况下,即交换任意两个子系统并保持总哈密顿量不变,当发生相变时,例外点和简并点始终重合。当例外点和退化点不重合时,我们得到了一个有意义的结果。随着双光子驱动强度的增加,正常相位转变为超辐射相位,然后超辐射相位转变为正常相位,最后正常相位转变为超辐射相位。
2021-09-14 quant-ph
Liouvillian Exceptional Points in Quantum Brickwork Circuits
Faculty of Mathematics and Physics, University of Ljubljana(卢布尔雅那大学数学物理学院);Department of Physics, University of Wuppertal(伍珀塔尔大学物理系);Dipartimento di Fisica “E.R. Caianiello”, and INFN Sezione di Napoli - Gruppo Collegato di Salerno, Università di Salerno(萨莱诺大学E.R.卡伊涅洛物理系及意大利国家核物理研究所那不勒斯分部萨莱诺协作组)
研究揭示了离散时间量子砖块电路中李维里安异常点的出现条件,展示了其平方根特征值分裂和线性时间敏感性增强,为非厄米特物理与量子电路架构的结合提供了新路径。
2026-04-02 quant-ph
Landau-Zener transitions through a pair of higher order exceptional points
具有显式时间依赖性的非厄米量子系统越来越重要。在这方面,只有少数几个模型得到了分析研究。本文引入了一个PT对称的非Hermitian $N$级Landau-Zener型问题,该问题具有两个$N$阶例外点.该系统是厄米特渐近大的时间,远离例外点,并有纯粹的虚数特征值之间的例外点。完整的朗道-齐纳跃迁概率的推导,并发现显示出一个特征二项式行为。在绝热极限下,最终布居数由二项式系数的比值给出。它演示了如何可以理解这种行为的基础上的绝热分析,尽管故障的绝热性,往往与非厄米系统。
2022-07-04 quant-ph
Comment on "Experimental observation of the topological structure of exceptional points" [Phys.Rev.Lett. 86, 787 (2001]
它表明,两个实验Dembowski等人,PRL 86,787(2001)和Lauber等人,PRL 72,1004(1994),证明了相同的拓扑奇点。在这两个实验中发现的相位变化都与复平面中的二阶分支点有关。
2001-07-20 quant-ph
Tuning topological phases and exceptional points in a non-Hermitian Rice Mele model beyond nearest neighbors
Donostia International Physics Center (DIPC)(圣塞巴斯蒂安国际物理中心);Chemistry Faculty (UPV/EHU)(巴斯克地区理工大学化学学院);IKERBASQUE, Basque Foundation for Science(伊克拉巴斯基奎巴斯克科学基金会);Wrocław University of Science and Technology(弗罗茨瓦夫科技大学)
研究具有平衡增益和损耗以及次近邻跳跃的非厄米Rice-Mele模型,发现次近邻跳跃在开边界下能产生新的二阶例外点,并影响拓扑相图。
2026-08-11 quant-ph
Exceptional points in bichromatic Wannier-Stark systems
研究了双色周期势作用下倾斜周期量子系统的共振谱。对于这样的双色Wannier-Stark系统例外点,简并的频谱,可以本地化的参数空间中的一个有效的方法计算共振。分析了Berry相位和Petermann因子。最后简要讨论了Gross-Pitaevskii型非线性对共振交叉场景的影响。
2011-09-05 quant-ph
Exact Correlation Functions for Dual-Unitary Quantum circuits with exceptional points
本文提出一种逆方法构造转移矩阵含例外点的对偶幺正量子电路,发现关联函数呈多项式修正指数衰减,并将受踢XXZ自旋链近似映射到此类电路,揭示了例外点附近的独特动力学行为。
2025-03-12 quant-ph
Gravitational waves detection with exceptional points in micro cavities
本文提出了一种新的宽频带引力波探测器,它工作在微腔中的例外点。检测到的信号是由空间应变引起的机械模式的本征频率分裂。由于EP附近的复杂平方根拓扑结构,对于足够小的扰动,分裂大大增强。与现有的方法相比,该方法可以在室温下实现,具有器件尺寸小、频带宽、灵敏度高等优点。
2020-02-02 quant-ph
Mechanical dynamics around higher-order exceptional point in magno-optomechanics
本文理论研究了磁光力学系统中多种例外点,通过绝热消除腔或Kittel模式,实现了二阶和三阶伪厄米例外点,并揭示了力学模式在例外点附近的独特动力学行为,为量化非厄米相变提供了新途径。
2024-11-13 quant-ph
Quantum heat engines: limit cycles and exceptional points
我们证明了量子奥托圈不能达到极限环与传播子的周期是非紧的。对于由量子谐振子组成的工作流体,在参数空间中发生这种不稳定性的过渡点与传播子的本征值的非厄米简并性(例外点)相关联。特别地,在从特征值为复数的区域到所有特征值为实数的区域的过渡处观察到三阶例外点。在这个区域内,我们发现了另一个例外点,这次是二阶的,在那里轨迹变得发散。发散行为的开始对应于特征值之一的模变得大于1。这种现象的物理根源是,冷热热浴不能消散循环绝热冲程中产生的摩擦内热。这种行为与量子自旋作为工作流体的行为形成对比,量子自旋具有紧凑的哈密顿量,因此没有例外点。所有的论点都严格证明了系统的相关李代数。
2018-01-04 quant-ph
Symmetry protected exceptional points of interacting fermions
非厄米量子系统可以表现出被称为例外点的光谱简并,其中两个或多个本征向量合并,导致不可对角化的约旦块。众所周知,对称性可以增加非相互作用系统中异常点的丰度。在这里,我们调查的命运,这样的对称性保护例外点的存在下的对称性保持费米子之间的相互作用,并发现,(i)例外点是稳定的存在下的相互作用。它们通过参数空间的传播导致了特征异常“风扇”的形成。此外,(ii)我们确定了一个新的异常点,这是唯一存在的,由于相互作用的来源。这些点出现在非相互作用情况下的对角化退化。除了它们的创造和稳定性,(iii)我们还发现,例外点可以相互湮灭,如果他们满足在参数空间中与兼容的多体状态形成一个三阶例外点的端点。这些现象很好地捕捉到了“例外扰动理论”从一个非相互作用的哈密顿量。
2022-11-13 cond-mat.str-el quant-ph
Non-adiabatic transitions through exceptional points in the band structure of a PT-symmetric lattice
例外点,在那里两个或两个以上的本征函数的哈密尔顿合并,发生在非厄米系统,并导致令人惊讶的物理效应。特别是,在参数变化下的系统的行为可以显着不同于熟悉的埃尔米特的情况下,在存在例外点。在这里,我们解析地推导出一个非绝热跃迁的概率在两个连续的例外点,以有限的速度驱动的两个能级系统。系统在远离异常点的地方是Hermitian的。在绝热极限下,观察到在例外点合并的状态之间的相等重新分布,这可以解释为通过例外点时的信息损失。对于有限的参数变化,这得到修改。我们演示了如何通过例外点的过渡可以实验解决在PT对称晶格使用布洛赫振荡。
2019-08-17 physics.optics quant-ph
Many-body exceptional points in colliding condensates
例外点描述了非厄米矩阵本征模的合并。当多体系统的幺正演化中出现异常点时,一般会导致有限波矢的动力学不稳定性[N]。Bernier \etal,物理学修订快报。113,065303(2014)]。在这里,我们研究的背景下,碰撞玻色-爱因斯坦凝聚体的逆流不稳定性的例外点。我们表明,该系统的不稳定性是由于在Bogoliubov频谱的一个例外点。我们进一步澄清这种效果的连接到朗道标准的超流性和经典粒子的散射。我们提出了一个实验装置,直接探测这个特殊的点,并证明其可行性与数值计算的帮助。我们的工作促进了对非平衡多体量子系统中异常点的观察。
2019-05-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Higher-order exceptional points in composite non-Hermitian systems
该研究表明多个含领头阶例外点的非厄米系统经张量积复合后,可在无耦合条件下形成更高阶例外点,并给出其阶数、谱响应及纠缠态随时间解纠缠的效应。
2025-07-25 physics.optics quant-ph
Response strengths of open systems at exceptional points
开放的量子和波系统在参数空间的特殊点上表现出奇异的简并性,这在包括光学和光子学在内的物理学各个领域都引起了相当大的关注。原因之一是开放系统在这种简并下对外部扰动和激励的强烈响应。我们介绍了两个特殊的点,量化的能量本征值和本征态,强度和动力学方面的响应特性。验证了几个物理相关的例子的概念。这项工作提供了一个新的视角对物理学的例外点。
2022-05-17 physics.optics quant-ph
Collectively induced exceptional points of quantum emitters coupled to nanoparticle surface plasmons
由非厄米简并引起的例外点具有增强量子传感能力的潜力。因此,在不同的量子系统中找到例外点对于开发这种未来的传感设备至关重要。利用增强的光-物质相互作用在金属纳米颗粒表面上的封闭体积中,在这里,我们从理论上证明了在由量子发射器耦合到亚波长尺度的金属纳米颗粒组成的系统中存在例外点。通过使用分析量子电动力学的方法,例外点表现为一个强耦合效应的结果,并观察到在一个激烈的分裂原来合并的本征能。此外,我们表明,例外点也可以发生时,一些量子发射器集体耦合到局部表面等离子体的偶极模式。这样的量子集体效应不仅放松了对单个发射体的强耦合要求,而且还导致更稳定地产生例外点。此外,我们指出,例外点可以明确地揭示在功率谱。广义的信噪比,占功率谱中的频率分裂和系统的耗散,清楚地表明,耦合到纳米粒子的量子发射器的集合提供了更好的性能检测异常点,相比于单个量子发射器。
2020-01-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fate of exceptional points in the presence of nonlinearities
开放系统的非厄米动力学处理封闭系统的复杂相干效应如何与耦合到环境的影响相互干扰。系统-环境动力学然后可以导致所谓的例外点,其是相变的开放系统标记,即,在复频谱中频谱间隙的闭合。即使在阻尼谐振子的普遍存在的例子中,耗散环境也可以导致一个例外点,在临界阻尼点处将欠阻尼和过阻尼动态分离。在这里,我们研究了这个特殊点在强相关性存在下的命运,即,对于非线性振荡器。通过采用一个功能的重整化群的方法,我们确定非微扰制度的非线性使系统更强大的耗散的影响,可以完全消除例外点。异常点的熔化发生在临界非线性阈值之上。有趣的是,随着温度的升高,异常点融化得更快,当与温暖的环境相结合时,显示出令人惊讶的连贯动力学流动。
2022-09-09 cond-mat.str-el quant-ph
Realization of geometric phase topology induced by multiple exceptional points
Institute for Basic Science (IBS)(韩国基础科学研究院);Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)(韩国科学技术院)
本研究在微腔中实现多重本征点诱导的几何相位拓扑,展示了五类三模式在三个本征点下的出现,并通过环绕环路实现不同模式交换和几何相位获取。
2024-08-29 physics.optics quant-ph
Influence of correlations in active medium on pump-induced exceptional points and strong coupling
本文研究活性介质中分子极化关联衰减对泵浦诱导奇异点的影响,证明强耦合及本征向量、本征频率合并仍可在负粒子数反转处发生,说明奇异点具有鲁棒性。
2023-09-28 physics.optics quant-ph
Moving along an exceptional surface towards a higher-order exceptional point
本文将例外点理论推广至希尔伯特空间维数大于其阶数的情形,发现参数变化提升例外点阶数时其谱响应强度显著增强甚至发散,且不伴随能量本征值发散,并提出了精确鲁棒的数值计算方案。
2023-09-07 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Topologically Protected Exceptional Points and Reentrant $\mathcal{PT}$ Phase in an Exact Ternary Model
本文提出一个精确可解的三元 PT 对称模型,统一呈现重入 PT 相、高阶及各向异性例外点,并以新的拓扑指数揭示其共同起源。
2024-01-18 physics.optics quant-ph
Anomalous Parity-Time Symmetry Transition away from an Exceptional Point
奇偶时间(PT)对称系统具有两个不同的相位,例如,一个具有实能量特征值,另一个具有复共轭特征值。为了从一个相位进入另一个相位,人们认为系统必须通过一个例外点,这是一个具有合并的本征值和本征向量的非厄米简并点。在这封信中,我们揭示了一个异常的PT过渡,发生在一个非线性系统中的例外点:随着非线性的增加,原来的线性系统沿着两个不同的PT对称轨迹,其中每一个可以有一个例外点。然而,这两个轨迹碰撞并消失远离这些例外点,在此之后,该系统留下了PT-破缺阶段。我们首先用耦合模理论说明了这种现象,然后用横向周期势中的傍轴波传播来解释它。
2016-02-17 physics.optics quant-ph
Optical lattices with exceptional points in the continuum
由非厄米(包括$\mathcal{PT}$ -对称)哈密尔顿算符描述的物理系统的谱、动力学和拓扑性质被例外点和谱奇点的出现所深刻地改变。在这里,我们表明连续统中的例外点可能出现在具有工程缺陷的非埃尔米特(但承认且完全实值能谱)光晶格中。在一个特殊的点上,晶格维持一个束缚态,其能量嵌入在散射态的光谱中,类似于厄米晶格连续体中的冯-诺依曼-维格纳束缚态。然而,在一个例外点的束缚态的动力学和散射性质是深刻的不同于普通的冯-诺依曼维格纳束缚态的厄米特系统。特别是,在一个例外点的连续的束缚态是一个不稳定的状态,可以长期增长的无穷小扰动。这种性质的详细讨论了离散光的传输在一个$\mathcal{PT}$对称阵列耦合光波导,这可以提供一个实验访问的系统,观察异常点的连续。
2014-05-30 physics.optics quant-ph
State Flip at Exceptional Points in Atomic Spectra
研究了氢原子光谱中特殊点处共振态间的非绝热布居转移行为。我们知道,当例外点被包围时,系统总是以相同的状态结束,而与在例外点合并的状态所跨越的二维子空间内的初始占据无关。我们用一个实际的量子系统,即在电场和磁场交叉作用下的氢原子验证了这种行为。研究还表明,当考虑附近的共振时,可能会违反非绝热假设。此外,我们还研究了三阶例外点情况下的非绝热布居转移,其中涉及三个共振态。
2015-12-11 physics.atom-ph quant-ph
Revisiting the hierarchical construction of higher-order exceptional points
描述开放量子或波系统的非厄米哈密顿量的谱中的高阶例外点具有各种潜在的应用,特别是在光学和光子学中。然而,实验实现是出了名的困难。最近,Q. Zhong等人[Phys. Rev. Lett. 125,203602(2020)]已经引入了一种鲁棒构造,其中具有相同阶次的例外点的两个子系统的单向耦合一般导致阶次两倍的单个例外点。在这里,我们调查这一计划以不同的方式,通过利用所涉及的哈密顿量的无痕部分的幂零性。我们推广的计划,并推导出一个简单的公式的频谱响应强度的复合系统托管高阶例外点。讨论了它与子系统光谱响应强度的关系。此外,我们研究非一般扰动。最后用一个例子说明了结果。
2023-01-04 physics.optics quant-ph
Topological states at exceptional points
本文考虑一个N阶非厄米哈密顿量,其例外点为N阶。我们定义了绝热等价,并探讨了拓扑相位。我们证明了拓扑例外态出现在拓扑不同系统的界面上。我们讨论了拓扑状态甚至出现在封闭系统中。我们探讨了特殊边缘状态的动力学鲁棒性。
2019-06-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Encircling the Liouvillian exceptional points: a brief review
本文简要综述了通过参数环绕Liouvillian例外点引起的手性态转移,涵盖理论描述、实验观察及多体效应下的集体动力学现象,并探讨其量子应用潜力。
2024-08-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Crossing exceptional points in non-Hermitian quantum systems
本文利用不可区分双光子输入探测有损定向耦合器,实验揭示非厄米系统跨越奇异点时量子关联变化及奇异点处Hong-Ou-Mandel干涉由凹陷到峰值的切换。
2024-07-17 physics.optics quant-ph
Exceptional second-order topological insulators
RIKEN Center for Emergent Matter Science(理化学研究所新兴物质科学研究中心);Institute for Solid State Physics, University of Tokyo(东京大学固体物理研究所);Department of Applied Physics, Tokyo University of Science(东京理科大学应用物理系)
该研究提出了一种基于反射对称性的例外二级拓扑绝缘体,展示了点隙拓扑保护的二级边界态,并通过二维和三维示例验证了其特性。
2025-11-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-order exceptional points in optomechanics
我们研究耦合无源(有损耗)和有源(增益)光学谐振器系统中的机械冷却。我们发现,对于一个驱动激光器,这是相对于腔频率的红失谐,系统的超模结构从根本上改变,具有真正的高阶例外点的出现。这反过来又导致机械阻尼和弹簧刚度的巨大增强,促进增益-损耗平衡附近的低功率机械冷却。这开辟了新的途径,转向微机械设备的特殊点超过最低阶两个。
2017-06-13 physics.optics quant-ph
Exceptional points of arbitrary high orders induced by non-Markovian dynamics
Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院);Dukhov Research Institute of Automatics (VNIIA)(杜霍夫自动仪器科学研究机构(VNIIA));Institute for Theoretical and Applied Electromagnetics(理论与应用电磁学研究所)
本文通过非马尔可夫动力学诱导出任意高阶例外点,突破传统认为例外点阶数受限于系统自由度的观点。
2025-12-10 physics.optics quant-ph
General Exceptional Points
例外点是非厄米物理中的一种有趣的物理现象,在此点上本征值退化,本征向量合并。本文发现,具有奇异性的任意非厄米二能级系统的普遍特征是基亏损,而不是能量简并或态合并。这导致了一般例外点(GEP)的发现。对于GEP,更微妙的结构(例如,Bloch peach)、附加分类和"隐藏的”量子相变进行了探讨。以非厄米特SSH模型中两个边态的拓扑保护子空间为例,说明了不同类型的GEP的物理性质。
2022-01-23 cond-mat.other quant-ph
Topological quantum state control through exceptional-point proximity
本文研究了一个非厄米量子比特作为耗散超导传输子电路子流形的量子演化。实时调整系统参数以包围例外点,导致非互易量子态转移。我们进一步观察手征几何相位积累状态下的运输,验证量子相干性质的复杂的能量景观的演变和区分相干和不相干的影响与特殊的点包围。我们的工作展示了一种全新的方法来控制量子态矢量,突出了通过动态非厄米控制实现的量子浴工程的新方面。
2022-01-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimized Steering: Quantum State Engineering and Exceptional Points
量子系统的状态可以被转向到预先指定的目标状态,采用一系列弱$\textit{blind}$测量(其中跟踪检测器的读数)。在这里,我们分析了一个两能级系统的操纵使用系统的哈密顿量和弱测量的相互作用,并表明,$\textit{any}$纯态或混合态可以作为目标。我们表明,这样的转向协议的优化是基于Liouvillian例外点的存在。更具体地说,对于高纯度的目标状态,最佳转向意味着纯弛豫动力学标记的二阶例外点,而对于低纯度的目标状态,它意味着一个振荡的方法的目标状态。这两个制度之间的动态相变的特点是由一个三阶例外点。
2022-01-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Population transfer at exceptional points in spectra of the hydrogen atom in parallel electric and magnetic fields
研究了平行电场和磁场中氢原子光谱中异常点周围含时环共振态之间的布居转移。例外点非常适合于人口转移机制,因为在参数空间中围绕这些点的闭环交换本征态。我们解决的问题是如何的形状和持续时间的动态参数循环的影响转移人口,以优化后者。由于展开系数的全量子动力学是耗时的,我们进一步提出了一种近似方法,基于$2\times 2$矩阵。
2018-07-02 physics.atom-ph quant-ph
Floquet exceptional points and chirality in non-Hermitian Hamiltonians
Floquet例外点对应于时间周期非厄米哈密顿量的两个(或多个)准能量和相应Floquet本征态的合并。它们通常在振荡频率满足多光子共振条件时出现。在这里,我们讨论Floquet例外点和观察到的手征动力学之间的相互作用,在几个振荡周期,在广泛的一类非厄米特系统,当他们慢慢地循环在相反的方向参数空间。
2017-10-12 math-ph math.MP quant-ph