Topological band theory of a generalized eigenvalue problem with Hermitian matrices: Symmetry-protected exceptional rings with emergent symmetry
迄今为止，拓扑能带理论主要是针对由本征值问题描述的系统进行讨论的。在这里，我们开发了一个广义特征值问题（GEVP）描述的拓扑带理论。我们的分析阐明，非厄米拓扑能带结构可能出现的系统所描述的GEVP与厄米矩阵。通过分析一个二维玩具模型，验证了上述结果，该模型中虽然矩阵是厄米特矩阵，但仍然存在保序例外环（SPERS）。值得注意的是，这些SPER受到涌现对称性的保护，这是GEVP所描述的系统所独有的。此外，这些SPERs阐明了双曲型异向介质在实验中观察到的特征色散的起源。
2021-09-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Ring Structure in the Complex Plane: A Fingerprint of non-Hermitian Mobility Edge
本文利用 Avila 全局理论证明非厄米迁移率边在复平面上形成普适的“迁移率环”，分析其随准周期强度的演化及最大环数，并指出自对偶方法在临界点计算中的局限。
2024-07-09 cond-mat.dis-nn quant-ph
Observation of Hermitian and Non-Hermitian Diabolic Points and Exceptional Rings in Parity-Time symmetric ZRC and RLC Dimers
我们提出了观察的恶魔点在厄米和非厄米电子二聚体。建立了PT对称ZRC和RLC二聚体的宇称时间对称性不可破的条件。我们展示了如何出现非厄米简并点的频谱，以及如何保护他们免受厄米扰动。当在系统中加入非厄米特微扰时，非厄米特抛物点（NHDP）变成了一个特殊点环，就像某些狄拉克和外尔半金属一样。在LTspice中，围绕这些特定点的振荡的一些实验模拟与解析和数值预测完全一致。这项工作开辟了一条黄金道路的研究拓扑电路的鲁棒传输的信息在室温下。
2020-04-17 physics.app-ph quant-ph
Mobility rings in a non-Hermitian non-Abelian quasiperiodic lattice
本研究探讨了含SU(2)非阿贝尔人工规范场的自旋1/2非互易Aubry-André链的局域化与拓扑性质，发现非阿贝尔情形下伴随非厄米拓扑相变出现迁移率环，其作为迁移率边的非厄米扩展可在复能平面分离局域与扩展本征态，并通过数值验证了迁移率环的精确表达式。
2025-07-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Non-Hermitian quantum rings
本文研究了在复势（非厄米）作用下，量子粒子被束缚在一个由磁通量穿过的环上的光谱和动力学性质。对于静态磁通量，环上粒子的量子态可以映射到复杂晶体的布洛赫态，并且磁通量调谐使得能够探测复杂晶体的光谱特征，包括异常点的出现。对于时变（线性斜坡）磁通量，由于感应电动势，实现了能态之间的齐纳隧穿。与厄米情况相比，在非厄米情况下观察到显著的效应，例如当反转磁通量方向时粒子运动的高度不对称行为和场诱导延迟透明。
2013-12-17 quant-ph
Exceptional topology in non-Hermitian twisted bilayer graphene
针对扭转双层石墨烯（TBG）非厄米现象未被探索的问题，通过非厄米推广的Bistritzer-MacDonald模型研究非厄米TBG，发现非厄米性下狄拉克锥变形为异常点环，且在“异常魔角”形成零能量有限寿命的非厄米平带，其拓扑电荷守恒，为非厄米分数量子霍尔态提供依据。
2025-02-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Parity Mapping for Quantum Optimization on Frustrated Ising Rings
SISSA（的里雅斯特国际高等研究学校）；Institute for Theoretical Physics, University of Innsbruck（因斯布鲁克大学理论物理研究所）；Parity Quantum Computing GmbH（Parity量子计算有限公司）；Parity Quantum Computing Germany GmbH（Parity量子计算德国有限公司）；International Centre for Theoretical Physics (ICTP)（国际理论物理中心）
本文以受挫伊辛环为基准，研究奇偶映射对QA和QAOA性能的影响，发现奇偶映射可增大QA最小谱隙、使奇偶QAOA层数随尺寸恒定，优于常规QAOA。
2026-08-13 quant-ph
Diabatic Quantum Annealing for the Frustrated Ring Model
本文研究受挫环模型中非绝热量子退火能否避免标准绝热演化导致的指数级减速，并通过数值实验在最多39量子比特上证明优化退火调度可绕过该瓶颈。
2022-12-05 quant-ph
Heralded magnetism in non-Hermitian atomic systems
量子相变通常用厄米哈密顿量来研究。然而，由于自发衰变，冷原子实验本质上是非厄米的。在这里，我们表明，非厄米系统表现出量子相变，超越了厄米物理学的范式。我们考虑非厄米XY模型，它可以实现使用三能级原子的自发衰变。我们精确地求解了一维模型，并证明了尽管哈密顿量中不存在连续对称性，但存在从短程有序到准长程序的量子相变。有序相具有受抑自旋模式。临界指数$ν$可以是1或1/2。我们的结果可以用囚禁离子、腔QED和光晶格中原子的实验结果来验证。
2014-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Higher-Order Weyl-Exceptional-Ring Semimetals
对于一阶拓扑半金属，非厄米特扰动可以将Weyl节点驱动到具有多重拓扑结构且没有厄米特对应物的Weyl例外环中。近年来，人们发现高阶Weyl半金属作为一类新的高阶拓扑相，可以唯一地表现出表面费米弧和铰链费米弧的共存。然而，非埃尔米特高阶拓扑半金属尚未被探索。在这里，我们确定了一类新的拓扑半金属，即具有Weyl例外环的高阶拓扑半金属。在这样的半金属中，这些环的特征在于谱缠绕数和陈数。此外，高阶外尔例外环半金属支持表面和铰链费米弧状态，这是有界的外尔例外环的投影到表面和铰链，分别。值得注意的是，耗散项可以引起两个具有相反拓扑荷的例外环的耦合，从而引起拓扑相变。我们的研究为在非厄米特系统中探索新的高阶拓扑半金属开辟了新的途径。
2021-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Multiple mobility rings in non-Hermitian Su-Schrieffer-Heeger chain with quasiperiodic potentials
School of Physics and Information Science, Shaanxi University of Science and Technology（陕西科技大学物理与信息科学学院）；Institute of Theoretical Physics, Shaanxi University of Science and Technology（陕西科技大学理论物理研究所）；SUST-SpinQ Joint Laboratory for Quantum Computation, Shaanxi University of Science and Technology（陕西科技大学苏斯达-SpinQ量子计算联合实验室）
研究非厄米特性SSH链中准周期势的局域化特性，揭示多重运动环的形成与非厄米特性和准周期性共同作用的关系。
2026-01-28 quant-ph
Observation of topological Phenomena in a Weyl Exceptional Ring with Single Photons
本文利用单光子干涉测量在三维参数空间中完整模拟非厄米外尔奇异环，通过提取陈数和贝里相位刻画其拓扑性质并观测拓扑临界现象，为拓扑非厄米系统研究开辟新途径。
2025-09-23 physics.optics quant-ph
Persistent current in a non-Hermitian Hatano-Nelson ring: Disorder-induced amplification
本研究探讨了无序Hatano-Nelson环中实部与虚部持续电流的行为，发现在关联无序下持续电流会出现放大现象，并揭示了二聚体内、间键分别仅承载虚部与实部电流的规律。
2025-04-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exceptional point rings and $PT$-symmetry in the non-Hermitian XY model
Mathematical Sciences Institute, Australian National University（澳大利亚国立大学数学科学研究所）
本文将XY模型各向异性参数扩展到复数，发现准能量简并产生例外点，其形成复平面上的同心环并在热力学极限下收敛到拓扑相边界，同时揭示破缺$PT$对称线上的例外点分布规律。
2025-09-04 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
From Exponential to Quadratic: Optimal Control for a Frustrated Ising Ring Model
针对带单个阻挫反铁磁键的伊辛环模型中传统量子退火受指数小能隙限制的问题，研究基于变分量子算法数字框架，证明QAOA可实现二次资源缩放的精确求解，并结合CRAB方法与dQA构建高精度最优数字调度。
2025-02-24 quant-ph
Floquet engineering and simulating exceptional rings with a quantum spin system
相干辐射形式的时间周期驱动为操纵拓扑材料或人工合成量子物质提供了强有力的工具。在本文中，我们提出了一个计划，实现非厄米特半金属表现出特殊环的频谱通过Floquet工程。观察到从同心对的环到偶极对的过渡。同心对只携带一个量子化的Berry相位，而偶极对具有相反的陈数，此外，信号的费米表面的拓扑Lifshitz转变。系统的输运性质的解决，我们发现，这个过渡过程是伴随着一个非平凡的霍尔电导率的紧急情况。此外，我们探索了具有量子自旋系统的非厄米半金属的量子模拟，并通过长时间动力学对拓扑结构进行了表征。
2020-12-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
A non-Hermitian $PT-$symmetric Bose-Hubbard model: eigenvalue rings from unfolding higher-order exceptional points
我们研究了一个非厄米$PT-$对称推广的$N$粒子，双模玻色-哈伯德系统，例如一个玻色-爱因斯坦凝聚体在一个双阱势耦合到一个连续体通过一个阱中的汇和一个源在其他的。粒子相互作用和非厄米性之间的相互作用对光谱的特征的影响进行了分析，特别注意例外点（EPs）的发生和展开。我们发现，对于消失的粒子相互作用，只有两个EPs的顺序$N+1$扰动下展开成$[(N+1)/2]$本征值对（和$N+1$奇数的情况下，到一个额外的零本征值）或本征值三元组（三阶本征值环）和$(N+1)\mod 3$单本征值，这取决于在参数空间中的扰动方向。这种行为是用微扰技术分析描述的。更一般的EP展开到本征值环高达$(N+1)$ th阶表示。
2008-05-31 cond-mat.other math-ph math.MP
Correlations in non-Hermitian systems and Diagram techniques for the steady state
我们描述了一个非厄米费米子系统，适用于在稳态，并允许解决相关性的系统扩展的影响的图解技术。将这种方法应用于例外点或环，我们发现，节点对象在非厄米特系统一般位移的动量空间，由于相互作用。这反过来又可以连接到这样一个事实，即例外点总是打破一类正交规范对称性，通常存在于厄米特系统的节点，并保护在低能量尺度的节点的完整性。
2019-10-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Partial topological Zak phase and dynamical confinement in non-Hermitian bipartite system
与$2$ D和$3$ D拓扑系统中的Chern数不同，Zak相位在刻画$1$ D中的拓扑相位方面起着微妙的作用.一方面，它不是规范不变量，另一方面，两个量子相位之间的Zak相位差可以用来识别拓扑相变。非厄米系统可以继承厄米系统的一些性质，如全实谱、幺正演化、拓扑能带等.本文研究了一类非厄米系统的非厄米项对Zak相位的影响.我们确切地表明，Zak相的实部保持不变的二分晶格。在一个具体的例子中，$1$ D Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型，我们发现Zak相的实部可以通过一个绝热过程得到。为了证明这一发现，我们调查的散射问题的时间相关的散射中心，这是一个磁通驱动的非厄米SSH环。由于Zak相位的性质，这种设计的有趣特征是波矢量独立性，并允许两种不同的行为，完美的传输或限制，这取决于通量脉冲穿过环的时间。当波包在环内传播时，加入通量，波包被部分地限制在散射中。否则，它通过散射表现出完美的透射。我们的发现扩展了对几何相位在非厄米系统中的理解和可能的应用。
2018-08-18 quant-ph
Exact mobility rings in non-Hermitian quasiperiodically decorated Lieb lattices
College of Mathematics and Physics, Chengdu University of Technology（成都理工大学数学与物理学院）；School of Physics, Hangzhou Normal University（杭州师范大学物理学院）；School of Physics, Nankai University（南开大学物理学院）
本文针对二维准周期修饰Lieb晶格，将其映射到非厄米广义Aubry-André-Harper模型，解析推导并数值验证了迁移率环的精确表达式，揭示了其随准周期势强度的演化规律，为高维非厄米系统研究提供了理论支持。
2026-08-18 cond-mat.dis-nn quant-ph
Persistent Charge and Spin Currents in a Ferromagnetic Hatano-Nelson Ring
Indian Statistical Institute（印度统计研究所）；Adamas University（亚当斯大学）
铁磁Hatano-Nelson环中非赫尔米特效应驱动自旋电流，杂质可增强其传输控制。
2026-02-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Generalized Bell inequalities and frustrated spin systems
该研究揭示一类广义贝尔不等式与阻挫自旋系统的对应关系，提出生成新不等式的方案，发现4维超立方体对应的不等式不会被单态违背，并将对应关系扩展到其他纠缠态和XXZ模型。
2026-08-04 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Non-Hermitian phase transition and eigenstate localization induced by asymmetric coupling
研究了具有非对称耦合振幅的均匀耦合非厄米系统。这种非对称耦合等效于假想规范场作用下的对称耦合。在闭合位形中，虚规范场导致虚磁通量，这引起非厄米相变。对于开边界，虚规范场导致本征态局域化。定量地研究了狄拉克和双正交模下的本征态以及标度律，以显示非对称耦合诱导的单向放大的影响。然而，对于不具有平移不变性的系统，虚磁通量并不必然引起非厄米相变，这一点从具有单耦合缺陷的非厄米环中的非厄米相变得到了说明.我们的研究结果提供了深入的非厄米相变和单向本地化。
2019-06-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Tailoring higher-order van Hove singularities in non-Hermitian interface systems via Floquet engineering
本研究提出光场驱动的非厄米节线半金属界面系统，通过调节非厄米参数和光振幅定制不同类型的高阶范霍夫奇点，揭示其与厄米系统不同的起源，为探索高阶范霍夫奇点提供新平台。
2023-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Non-Hermitian Higher-Order Dirac Semimetals
在这篇文章中，我们研究了三维非厄米高阶狄拉克半金属（NHHODSM）。我们的重点是$C_4$对称非厄米系统，我们调查反演（$\mathcal{I}$）或时间反演（$\mathcal{T}$）对称模型的NHHODSM具有真正的整体光谱。我们发现，他们表现出显着的性质，体积和表面是反PT和PT对称，分别属于两个不同的拓扑类实现一种新的非厄米拓扑相，我们称之为\emph{hybrid-PT topological phases}。有趣的是，虽然体光谱仍然是完全真实的，我们发现，例外费米环（EFR）出现连接表面上的两个狄拉克节点。这提供了一条途径，以探测和利用体狄拉克物理和特殊的环/点在平等的基础上。此外，特别是对于$\mathcal{T}$ -NHHODSM，我们还发现真正的铰链弧连接的表面EFR。我们表明，这种高阶拓扑结构的特点是使用双正交实空间公式的四极矩。此外，通过应用Hermitian $C_4$ -对称微扰，我们发现了各种新的相位，特别是：（i）一个内在的$\mathcal{I}$ -NHHODSM铰链弧和间隙表面，和（ii）一个新的$\mathcal{T}$ -对称的皮肤拓扑HODSM，它同时具有拓扑和皮肤铰链模式。在这项工作中，非Hermition和高阶拓扑结构之间的相互作用为揭示丰富的现象和混合功能铺平了道路，这些现象和功能可以在实验中很容易地实现。
2021-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Non-Hermitian Topological Sensors
我们调查的框架内的量子噪声理论如何引人注目的边界敏感性最近发现的背景下，非厄米（NH）拓扑相位可以利用设计新的量子传感器。具体来说，我们研究了一个量子光学设置的耦合模式排列在一个阵列中，打破环几何，将实现NH拓扑相的经典极限。使用高斯态的量子信息理论的方法，我们表明，一个小的耦合之间引起的两端的破环可以检测到的精度，指数增加的耦合模式的数量，例如，外差检测两个输出模式。虽然这种强大的效果只依赖于达到NH拓扑制度，我们确定了一个共振现象，没有直接的经典对应物，提供了一个实验旋钮大幅提高上述指数增长。我们的研究结果为设计量子NH拓扑传感器（QUANTOS）铺平了道路，该传感器可以高精度地观察耦合到设备边界条件的任何物理观测。
2022-02-14 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
Non-Hermitian exceptional Landau quantization in electric circuits
交流RLC电路形成了一个可访问的和高度可调的平台，模拟厄米以及非厄米（nH）量子系统。我们提出了一种电路实现的nH狄拉克和外尔哈密顿受时间反演不变的伪磁场，使新的nH物理的探索。我们从特殊点和环的nH朗道量子化中识别出具有通用实能谱的低能物理，它可以避免nH趋肤效应，并提供了准粒子在复平面内运动的物理例子。现实的检测方案被设计成探测平坦的能带，亚晶格极化，边缘状态保护的nH能量反射对称性，和一个特性nodeless概率分布。
2020-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Observation of arbitrary topological windings of a non-Hermitian band
非厄米特系统能带中的非平凡拓扑特征为在经典或量子开放系统中实现鲁棒物理行为提供了有希望的途径。一个关键的拓扑特征，独特的非厄米特系统，是非平凡的缠绕的能带在复杂的能量平面。在这里，我们提供了直接的实验演示，这样的非平凡的绕组，通过实施非厄米晶格哈密顿沿着在环形谐振器中形成的频率合成维度进行同时的相位和振幅调制，并通过直接表征复杂的能带结构。此外，我们表明，拓扑绕组可以直接控制通过改变调制波形。我们的结果为非保守系统中拓扑非平凡相的实验合成和表征开辟了一条途径。
2021-03-25 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Edge Modes, Degeneracies, and Topological Numbers in Non-Hermitian Systems
我们分析了手征拓扑边缘模式在一个非厄米变体的二维狄拉克方程。这种模式出现在具有不同“质量”和/或“非厄米电荷”符号的介质之间的界面处。这些边缘模式的存在与体哈密顿量的例外点密切相关，即，介质体光谱中的简并。我们发现拓扑边模可以分为三类（“类厄米特”、“非厄米特”和“混合”），它们由两个缠绕数表征，描述了例外点携带的两种不同的半整数荷。我们表明，所有上述类型的拓扑边缘模式可以实现在蜂窝晶格的环形谐振器与非对称或增益/损耗耦合。
2016-12-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Fate of exceptional points under interactions: Reduction of topological classifications
尽管最近对非厄米拓扑结构进行了广泛的研究，但理解相互作用效应仍然是一个至关重要的问题。在本文中，我们解决的相互作用的特殊点，这是保护的非平凡的点间隙拓扑结构独特的非厄米特系统。我们在二维参数空间中的分析阐明了例外点和受保护的例外环的存在性，这些环对相互作用是脆弱的;它们仅在非相互作用的情况下受到拓扑保护。这种脆弱性的例外点和安全保护例外环产生的减少非厄米拓扑分类，这是阐明了通过引入拓扑不变量的第二个量子化的哈密顿量的非相互作用和相互作用的情况下。这些拓扑不变量也可用于分析带隙系统的约化现象。上述结果有力地揭示了一般情况下例外点的类似约化现象，为非厄米拓扑的研究开辟了一个新的方向。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Coherent confinement and unidirectional dynamics of a wave packet induced by a non-Hermitian Su-Schrieffer-Heeger segment
交错虚势和晶格二聚之间的竞争导致非厄米特Su-Schrieffer-Heeger（SSH）环在例外点处的单向传播聚结态。SSH环中的一段作为$\mathcal{PT}$对称的散射中心嵌入到Hermitian链中时，继承了SSH环的单向性，并表现出一些有趣的动力学行为.基于厄米和非厄米区域之间的界面的Bethe anomalous散射解决方案，我们表明，SSH散射中心支持以下波包动力学。(i)左入射波包允许完美传输，而右入射波包激发放大的反射波列，其长度与SSH段的大小成比例。因此，当考虑多SSH段时，观察到布拉格散射体的单向不可见性。(ii)如果右导联被移除，则左入射波包可以被很好地限制在SSH段中。(iii)此外，当波包的大小接近SSH段的长度时，波包被完全吸收。基本机制源于SSH段的一个微妙特性，它支持两个准压缩波包，但具有相反的群速度。我们的研究结果适用于实现量子态存储、量子二极管和激光器件的方案。
2020-03-16 physics.optics quant-ph
Exceptional points and Bloch oscillations in non-Hermitian lattices with unidirectional hopping
在三种不同的几何条件下，研究了具有单向跳跃的非厄米紧束缚晶格的光谱和输运性质。结果表明，虽然无限扩展（开放）和环形晶格几何的频谱是复杂的，晶格截断使频谱真实。然而，一个例外的点的顺序等于晶格网站的数量出现。当一个均匀的直流力施加到晶格，在所有情况下，获得一个等距的真正的Wannier-Stark梯形谱，对应于周期性振荡动力学在实空间中。简要讨论了单向跳变的非厄米晶格的可能物理实现。
2014-04-14 quant-ph
Asymmetric transmission through a flux-controlled non-Hermitian scattering center
为了在非厄米系统中实现量子二极管，我们研究了一维波导中非厄米散射中心诱导非对称传输的可能性。结果表明，虽然孤立中心内的动力学可以是单向的，特别是在其例外点处，但$\mathcal{PT}$对称非厄米散射中心总是具有对称的透射。我们提出了一个具体的计划的基础上的磁通控制的非厄米散射中心，它包括一个非厄米三角形环线程的Aharonov-Bohm通量。解析解表明，这样一个复杂的散射中心作为一个二极管的谐振能级的光谱奇异性，表现出完美的单向性的传输。讨论了非对称透射现象与无反射吸收现象之间的联系。
2014-09-01 quant-ph
Incoherence-assisted mode excitation in non-Hermitian resonant systems
CREOL, The College of Optics and Photonics, University of Central Florida（中佛罗里达大学光学与光子学院）；Department of Electrical and Computer Engineering, Saint Louis University（圣路易斯大学电气与计算机工程系）
本文提出利用非相干光在非厄米特共振系统中实现选择性模式激发的方法，无需精确相位控制，成功激发非厄米特SSH模型的拓扑边缘态，展示了非相干辅助激发在拓扑态制备中的鲁棒性和实用性。
2026-04-16 physics.optics quant-ph
PT-symmetry breaking and maximal chirality in a nonuniform PT-symmetric ring
本文研究了具有宇称和时间反演对称性的N位紧束缚环的性质，该紧束缚环具有厄米的、依赖于位的隧穿效应和一对非厄米的、时间反演对称的、损耗和增益杂质$\pm iγ$。在过去的两年里，人们对这种具有开边界条件的晶格的性质进行了深入的研究。我们数值研究了PT对称相在一个环的位置依赖的隧道功能$t_α(k)=[k(N-k)]^{α/2}$，在一个开放的晶格，导致一个加强的PT对称相，并研究PT对称相的演变从开链到一个环。我们发现，一般来说，周期性的边界条件削弱PT对称相，虽然实验相关的晶格尺寸$N \sim 50$，它仍然很容易访问。我们发现，手征，量化的（幅度）平均横向动量的波包，在PT对称阈值显示出最大值。我们的结果表明，虽然波包强度单调增加的PT-破缺阈值，平均动量单调衰减的阈值的两侧。
2012-07-09 physics.optics quant-ph
Decays of degeneracies in PT-symmetric ring-shaped lattices
非厄米环形离散晶格与它们更流行的线性前身共享吸引力。它们的动力学由最近邻相互作用控制，这在现象学上同样有趣。相比之下，其拓扑结构的创新非平凡性可能会导致新的光谱效应。其中一些是通过可解的例子来研究的。主要注意的是在特殊点的扰动引起的光谱简并的去除。
2011-08-02 math-ph math.MP quant-ph
