Wave emission and absorption at spectral singularities
我们研究了谱奇点的临界动力学。研究的系统是一个耦合谐振器阵列与侧耦合损耗（增益）谐振器。对于增益谐振器，系统在光谱奇点处充当波发射器。反射概率随时间线性增加。增加率与入射波包的宽度成正比，入射波包在实验中充当谱奇异性观测器。对于损耗谐振器，系统充当波吸收器。在光谱奇点处的发射和吸收状态合并在有限奇偶时间（PT）对称系统中，该有限奇偶时间（PT）对称系统由在光谱奇点处从对应的散射系统切割的增益和损耗结构组合;在这种情况下，PT对称系统处于具有2 * 2约旦块的例外点。PT -对称系统的动力学行为表现出异常点和谱奇异的特征.
2016-11-02 quant-ph
Chiral modes at exceptional points in exciton-polariton quantum fluids
我们演示了激子-极化激元量子流体中手征模--旋向固定的涡旋流的产生。手征模出现在激子极化激元的光诱导谐振腔中的例外点（非厄米谱简并）附近。特别地，通过驱动非厄米环形谐振器的两个偶极模式进入简并来产生涡旋。通过系统参数空间中的例外点的过渡是通过精确操纵形成谐振器的闭壁势的实部和虚部来实现的。当系统被驱动到例外点附近时，我们观察到具有固定轨道角动量（拓扑荷）的涡旋态的形成。我们的方法可以扩展到通过合并多个非厄米谱简并来产生高阶轨道角动量态，这可以在集成光电子学中找到应用。
2017-05-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum State Synthesis of Superconducting Resonators
对两个超导谐振腔的纠缠态的不同合成方法进行了理论分析。这些方法使用实验证明的共振器与人造原子的相互作用，并提供了有效的途径来产生非经典状态。我们分析了这些算法的理论结构和它们的平均性能为任意状态和确定性准备NOON状态。使用一种新的状态合成算法，我们表明，NOON状态可以在所需的光子数的时间线性，没有任何状态选择性的相互作用。
2015-03-07 quant-ph
Enhanced Sensitivity near a Quantum Exceptional Point in the Absence of Engineered Dissipation
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；MIT Lincoln Laboratory（麻省理工学院林肯实验室）
通过超导电路实现无耗散PT二聚体模拟，在非量子极限区域观测到奇异点附近的灵敏度增强。
2026-06-16 quant-ph
Selective cooling and squeezing in a lossy optomechanical closed loop embodying an exceptional surface
研究由一个光学和两个简并机械谐振器组成的有损光机械闭环系统，通过斑块相位实现选择性正交分量方差控制，利用振幅调制引入机械压缩，并揭示非厄米性在例外点附近对冷却和压缩的增强作用及参数空间的例外表面特性。
2024-06-26 quant-ph
Entangled State Synthesis for Superconducting Resonators
本文从理论上分析了利用两个超导谐振腔合成纠缠态的方法。这些方法使用实验证明的共振器与人造原子的相互作用，并提供了有效的途径来产生非经典状态。我们分析了物理实现，能级结构，和退相干的影响，通过详细的动力学模拟。
2011-10-26 cond-mat.supr-con quant-ph
Optimized heat transfer at exceptional points in quantum circuits
超导量子线路是实现大规模量子计算机的潜在候选材料。然而，所设想的大密度集成部件需要适当的热管理和耗散控制。为此，有利的是利用可调耗散通道并利用例外点（EP）处的优化热流。在这里，我们实验上实现了EP在超导微波电路由两个谐振器。EP是哈密顿量的奇点，并且对应于谐振器之间的最有效的热传递而没有能量振荡。我们观察到一个交叉从欠阻尼到过阻尼耦合通过EP利用光子辅助隧穿作为\emph{in situ}可调谐耗散元件的谐振器之一。这里研究的方法可以应用于不同的电路，以获得快速耗散，例如，用于初始化量子位到它们的基态。此外，这些结果也为深入研究宇称时间（$\mathcal{PT}$）对称系统和单能量子超导微波电路中的自发对称性破缺铺平了道路。
2018-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-order exceptional points in supersymmetric arrays
我们采用交织算子技术来合成任意尺寸的超对称（SUSY）阵列$N$。在有效磁场作用下，合成的超对称体系等效于自旋$(N-1)/2$。通过考虑一个额外的虚磁场，我们得到一个广义的宇称时间对称的非厄米哈密顿量，它描述了一个超对称阵列的耦合谐振器或波导下的梯度增益和损耗;所有的$N$能级聚结在一个例外点（EP），形成各向同性高阶EP与$N$状态聚结（EPN）。在EPN附近，每个本征态的相位刚度的标度指数为$(N-1)/2$ ;对作用于谐振器或波导耦合的扰动$ε$的本征频率响应为$ε^{1/N}$。我们的研究结果揭示了纠缠算符技术在谱工程中的重要性，并为非厄米物理中的实际应用提供了依据。
2020-03-17 physics.optics quant-ph
Proposal for measuring Newtonian constant of gravitation at an exceptional point in an optomechanical system
本文提出了一种测量牛顿引力常数G的量子力学方法。在这种方法中，使用了由两个腔和两个膜谐振器组成的光机系统。附加的源质量会引起超模本征频率的移动。通过检测位移，我们可以进行G的测量。此外，我们的系统可以功能的例外点（EP），这是分支点奇异的频谱和本征函数。在本文中，我们证明了在EP下操作系统可以增强我们对G的测量。此外，我们还导出了EP放大本征频移与牛顿常数的关系。本工作为电火花辅助光机器件在精密G测量领域的应用提供了一种途径
2021-07-24 quant-ph
Exceptional precision of a nonlinear optical sensor at a square-root singularity
异常点（EPs）-谱奇异的非厄米特线性系统-最近引起了极大的兴趣，传感器。虽然最初的提议和实验重点关注忽略噪音的增强灵敏度，但随后的研究揭示了EP传感器在噪音环境中的问题。在这里，我们提出了一种单模克尔非线性谐振器在嘈杂的环境中的特殊传感。基于谐振器的动态滞后，我们定义了一个信号，显示类似于EP的平方根奇点。与EP传感器相比，我们的传感器具有随着测量速度而增加的信噪比，以及在平方根奇异点处的精度提高。值得注意的是，平均信号可以快速提高精度，然后降低精度。这些非传统的功能为超越线性系统的限制提供了快速和精确传感的新机会。虽然我们专注于光学传感，我们的方法可以扩展到其他滞后系统。
2021-07-02 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Electromagnetically induced transparency at a chiral exceptional point
本文理论与实验研究了间接耦合谐振器系统在例外点处由手性本征态调制的透明与吸收，提出利用手性离散光学态作为控制比特操纵光流，连接了光学计算与存储。
2019-11-08 cs.SY eess.SY physics.class-ph
Exceptional Photon Blockade: Engineering Photon Blockade with Chiral Exceptional Points
非厄米谱简并，被称为例外点（EP），其特征在于系统的本征值和相关本征态同时合并。许多有趣的EP效应及其应用在经典领域已经被揭示，如损耗诱导激光，单模激光和EP增强传感。在这里，我们表明，一个纯粹的量子效应，被称为单光子封锁，出现在克尔微腔由于EP诱导的光学模式之间的非对称耦合和非线性诱导的非谐波能级间距。这种光子阻塞的一个显著特征是它出现在双光子共振时，这在厄米特系统中只会导致光子诱导隧穿而不会导致光子阻塞。通过调整系统朝向或远离EP，可以控制量子相关性，这意味着我们的系统用于频率可调谐单光子产生和反聚束到聚束光开关的潜在用途。我们的工作为EP工程纯量子效应提供了新的思路，为制造和利用各种单光子量子EP器件提供了独特的机会。
2022-05-23 quant-ph
Bulk and edge-state arcs in non-hermitian coupled-resonator arrays
我们描述了形成的散装和边缘弧的色散关系的二维耦合谐振器阵列的拓扑平凡的厄米极限。每个谐振器提供两个非对称耦合的内部模式，实现在非圆形开放的几何形状，这使得系统表现出非厄米物理。相邻的谐振腔手性耦合，以诱导非厄米对称性。体色散显示费米弧连接光谱奇点称为例外点，并可以调整显示纯实和虚分支。在不同形状的谐振器之间的界面处，一维边缘状态形成，其沿着连接体带的不同部分的复杂弧在光谱上对准。我们还描述了条件下，边缘状态弧是独立的。这些特征可以通过谐振器耦合中的各向异性来控制。
2018-05-21 physics.optics quant-ph
Generating high-order quantum exceptional points in synthetic dimensions
近年来，在耗散系统中提出并发展了各种构造高阶例外点（EPs）的方法。这些EP可以具有许多有趣的特性，例如，手性传输和增强的灵敏度。先前实现具有高阶EP的非厄米哈密顿（NHH）的提议主要基于耦合模式的空间网络的直接构造或利用合成维度，例如，将空间晶格映射到时间或光子数空间。这两种方法都依赖于构造有效的NHH来描述经典的或后选择的量子场，这忽略了量子跳跃的影响，因此，当量子跳跃的概率随着激发数和耗散率的增加而增加时，在{ \it量子态}中存在可扩展性问题。在这里，通过考虑一个二次Liouvillian超算子的全量子动力学，我们介绍了一个简单而有效的方法工程NHH与高阶量子EP，来自系统运营商矩的演化矩阵。也就是说，通过量化系统算子的高阶矩，例如，的二次双模系统，所得到的演化矩阵可以被解释为替代的NHH描述，例如，耦合谐振器的空间晶格，其中空间位点由场矩的合成空间中的高阶场矩表示。作为一个例子，我们考虑一个$U(1)$对称的二次Liouvillian描述了一个{ \it双峰}腔与非相干模式耦合，这也可以拥有反$\cal PT$对称性，其场矩动力学可以映射到一个NHH控制的空间{ \it网络}的耦合谐振器与高阶EP。
2021-07-09 quant-ph
Exceptional points in non-Hermitian Photonics: Applications and Recent Developments
本文综述了非厄米光子平台中例外点的近期发展，并探讨了光学非线性和例外束缚态对未来非厄米光子学的潜在影响。
2023-10-28 physics.app-ph physics.optics 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
Coherently coupling distinct spin ensembles through a high-$T_c$ superconducting resonator
利用PyBTM有机自由基和高- $T_c$超导共面谐振腔，重新研究了多自旋系综通过腔光子耦合的问题。一个非常强的耦合，并获得多达三个自旋系综同时耦合。通过化学改变$g$因子和利用所施加的磁场的不均匀性，使系综在物理上可区分。的自旋和场模式的相干混合证明所观察到的多个anticrossing，随着输入-输出形式主义内进行的模拟，并通过适当的熵的措施量化。
2016-05-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Measuring topological invariants for higher-order exceptional points in quantum three-mode systems
本文提出含高阶例外点的非厄米三模量子系统，利用约瑟夫森结电子模与两个微波谐振器耦合，实验测量EP3拓扑不变量并验证其纠缠本征态的非经典性。
2024-12-02 quant-ph
Parametrically driving a quantum oscillator into exceptionality
本文研究参数驱动且有损耗的量子振子，发现其动力学方程中的例外点划分了两个物理性质不同的相，并揭示了与刘维尔能隙闭合相关的耗散相变，为实验探测双光子驱动量子谐振器提供了理论依据。
2023-07-07 quant-ph
Exceptional Point and Cross-Relaxation Effect in a Hybrid Quantum System
例外点（EPs）是非厄米特系统的奇异简并点，其特征值和相应的特征向量在参数空间中同时合并，并且这些简并点对系统上的微小扰动非常敏感。在这里，我们报告的EP混合量子系统组成的致密的氮（P1）中心的金刚石耦合到共面波导谐振器的实验观察。这些P1中心可以分为三个自旋子系综，它们之间发生交叉弛豫。作为一种新的方法来证明这种EP，我们用驱动场泵浦一个给定的自旋子系综，在很宽的范围内调谐磁振子-光子耦合。我们观察到EP中的中间自旋子系综耦合到谐振器模式，而不管自旋子系综实际上是驱动。EP对泵送的这种鲁棒性揭示了P1中心中交叉弛豫的关键作用。它提供了一种新的方法来令人信服地证明交叉松弛效应的存在，通过EP。
2021-04-20 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Exploring the topology induced by non-Markovian Liouvillian exceptional points
Fuzhou University（福州大学）；Longyan University（龙岩学院）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
研究非马尔可夫性储层中qubit的拓扑特性，通过非马尔可夫性例外点产生两种不同的winding numbers。
2025-12-06 quant-ph
Single-mode lasers using parity-time-symmetric polarization eigenstates
各向异性镜用于形成呈现非厄米特、宇称-时间（PT）对称的偏振态的激光谐振腔。两个反射镜主轴的相对角度被用来控制非厄米性的程度。在一个特定的角度，观察到一个尖锐的破缺过渡，称为例外点，在那里两个国家合并成一个单一的偏振态和反向传播（CP）波产生的干涉图案消失。在较小的角度下，在未破缺的PT对称状态下，经历较高损耗的偏振态被抑制。在对称性破缺的情况下，两种偏振态共存，但CP波的正交性通过抑制驻波的干涉图案而有利于单纵模发射。这两种机制在例外点处相遇，在该例外点处，在没有干涉强度图案的谐振腔中存在唯一的偏振态。微芯片PT对称激光器工作在特殊的点，因此是一个有吸引力的解决方案，以实现从一个微型单片器件没有任何腔内元件的单模操作。
2021-05-14 physics.optics quant-ph
Dressed bound states at chiral exceptional points
本研究利用开放腔的非厄米性，在手性奇异点处实现两类缀饰束缚态，并展示其在量子光学中的应用，为量子态控制提供新途径。
2023-01-22 quant-ph
Higher-order exceptional point in a pseudo-Hermitian cavity optomechanical system
高阶例外点（EPs），由非厄米简并，在灵敏度增强方面比二阶EPs（EP 2）表现出更大的优势。因此，在各种量子系统中寻找高阶EP对量子信息科学具有重要意义。在这里，我们提出了一个基准腔光学机械（COM）系统组成的机械谐振器（MR）耦合到两个腔通过辐射压力预测的三阶例外点（EP 3）。首先，我们考虑到浴效应，给出了非厄米特COM系统的伪厄米特条件。然后我们考虑了机械增益效应，发现不具有$\mathcal{PT}$对称性的赝厄米COM系统在对称腔和非对称腔中都可以存在EP 3和EP 2。在对称情况下，在参数空间中只能预测EP 3或EP 2，但在非对称情况下，通过调节COM耦合强度，可以将EP 3和EP 2相互转换。我们进一步考虑具有增益的一个腔的情况。对于这种情况，伪厄米COM系统是$\mathcal{PT}$对称的，并且还可以托管EP 3或EP 2。讨论了系统参数对它们的影响。我们的建议提供了一个潜在的方式来实现灵敏的检测和研究其他物理现象{周围}高阶EP 3在非厄米COM系统。
2021-12-14 quant-ph
Parametrically enhancing sensor sensitivity at an exceptional point
本文提出通过参数驱动耦合光力系统，在异常点处同时利用频率分裂和耗散移动机制显著增强非厄米质量传感器灵敏度，并验证了非线性效应及在纳米颗粒检测和水处理中的应用潜力。
2024-01-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Third-order exceptional point in an ion-cavity system
本研究提出在离子-腔系统中观测三阶奇异点的方案，利用离子激发态不对称分支比满足弱激发极限构建非厄米哈密顿量，通过拟合腔透射谱获取本征值，确定EP3出现的参数条件并给出可行实验参数。
2023-11-06 physics.atom-ph quant-ph
Exceptional points in diamond optomechanics
Institute for Quantum Science and Technology, University of Calgary（卡尔加里大学量子科学与技术研究所）；Department of Physics, University of Alberta（阿尔伯塔大学物理系）；National Research Council of Canada, Quantum and Nanotechnology Research Centre（加拿大国家研究委员会量子与纳米技术研究中心）；nanoFAB Centre, University of Alberta（阿尔伯塔大学纳米制造中心）
通过结构对称性破缺实现金刚石光机械晶体中的奇异点，观察混合模之间的光机械阻尼与反阻尼不对称重分布。
2026-05-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dispersive cavity-mediated quantum gate between driven dot-donor nuclear spins
针对远距离核自旋量子比特难以实现双量子比特门的问题，理论研究了微波谐振器与混合量子点-供体系统的相互作用，通过驱动补偿频率失配并实现色散耦合，实现了保真度接近90%的核自旋双量子比特门。
2023-04-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Integrated diamond networks for quantum nanophotonics
金刚石是一种具有特殊物理和化学性质的独特材料，为实现具有新功能的高性能器件提供了潜力。例如，金刚石的高折射率、在宽波长范围内的透明性和大拉曼增益对于实现新型光子器件是令人感兴趣的。近年来，金刚石中的类原子杂质成为量子信息处理、量子传感和量子网络等领域的重要研究对象。对于这些和其他应用，开发基于金刚石的集成纳米光子平台至关重要。在这里，我们报告实现这样一个集成的金刚石光子平台，绝缘体上的金刚石（DOI），由一个薄的单晶金刚石膜上的绝缘二氧化硅/硅衬底。使用这种方法，我们展示了在宽波长范围内工作的金刚石环谐振器，包括可见光（630 nm）和近红外（1，550 nm）。最后，我们展示了一个集成的，片上量子纳米光子网络，由环形谐振器耦合到低损耗波导光栅耦合器，使单光子在室温下的产生和有效的路由。
2012-01-05 physics.optics quant-ph
Exceptional Non-Abelian Topology in Multiband Non-Hermitian Systems
本文提出多能带非厄米系统中支配多个例外点与例外线集体行为的普适非阿贝尔守恒规则，揭示相反电荷EP未必湮灭及新型交错环结构，为理解例外非阿贝尔拓扑奠定基础。
2023-04-11 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
