Singularity Selector: Topological Chirality via Non-Abelian Loops around Exceptional Points
Kyung Hee University(庆熙大学);Seoul National University(首尔大学);Korea Institute for Advanced Study(韩国高等科学研究院)
该研究提出拓扑手性作为非厄米特系统中奇点选择器,通过非阿贝尔环围绕奇点来区分手性,为理解高阶奇点对提供了理论基础。
2025-12-21 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
Realizing a 1D topological gauge theory in an optically dressed BEC
拓扑规范理论通过有效的弱相互作用模型来描述某些强关联量子系统的低能性质。一个最好的例子是陈-西蒙斯分数量子霍尔态理论,其中任意子激发产生于弱相互作用物质粒子和密度依赖的规范场之间的耦合。虽然在传统的固态平台中,这种规范理论只是方便的理论构造,但工程量子系统使它们能够直接实现,并提供了一个肥沃的操场来研究它们的现象,而不需要强相互作用。在这里,我们报告的拓扑规范理论的量子模拟实现一维约化的陈-西蒙斯理论(手征BF理论)在玻色-爱因斯坦凝聚体。使用局部守恒定律的理论,我们消除了规范的自由度有利于手性物质的相互作用,我们的工程师通过合成光学修饰的原子状态与动量依赖的散射特性。这使我们能够揭示手征BF理论的关键性质:手征孤子的形成和系统本身产生的电场的出现。我们的结果将量子模拟的范围扩展到拓扑规范理论,并为在更高维度中实现类似的规范理论开辟了一条途径。
2022-10-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-th
Discussion of the adiabatic hypothesis in control schemes using exceptional points
我们提出的计算的行动,激光脉冲的振动转移内的H 2+和Na 2分子中存在的耗散,由于光解离的分子。激光场围绕强度和波长的激光参数平面中的例外点执行闭环。原则上,由于修饰本征态的绝热翻转,该过程应该产生受控的振动转移。我们直接解决了薛定谔方程与完整的时间相关的字段,而不是使用绝热Floquet形式主义,最初建议的激光脉冲的设计。波包传播给出的结果不同意使用绝热假设得到的预测。因此,我们表明,有很大的非绝热交换和动力学的耗散特性使得绝热翻转很难获得。使用更长的持续时间比预期从以前的研究中,绝热翻转仅获得的Na 2分子和强烈的解离。
2013-06-18 quant-ph
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
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 sensing protocol for motionally chiral Rydberg atoms
提出一种量子传感协议,利用双色光场修饰里德堡原子并结合Ramsey干涉仪与自旋回波序列,演示并估算圆极化里德堡原子运动诱导手性及手性镜引起的能量移位。
2020-12-23 quant-ph
Exceptional point description of one-dimensional chiral topological superconductors/superfluids in BDI class
我们表明,在复杂的波矢量空间中的哈密顿量的某些奇异性可以用来识别拓扑量子相变的$1D$手征拓扑超导体/超流体的BDI类。这些奇点属于所谓的例外点($EP$)的范畴,在描述开放量子系统的非厄米哈密顿的上下文中进行了研究。我们还提出了一个通用的公式中的属性的$EP$的量化的确切数量的马约拉纳零模式在一个特定的手征拓扑超导相,给定的值的参数出现在哈密顿量。这个公式作为一个替代熟悉的整数($\mathbb{Z}$)缠绕数不变的表征拓扑超导体/超流体相的手征BDI类。
2016-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Chiral state conversion near an exceptional point: speed-noise competition
School of Information Engineering, Zhejiang Ocean University(浙江海洋大学信息工程学院)
研究非赫罗米蒂安系统在接近奇点时旋向态转换的动力学,揭示速度与噪声对旋向度量的竞争作用,提出非旋向度量χ_c并分析其在噪声下的行为。
2026-04-26 physics.optics quant-ph
Exceptional-point braiding with native controls
University of Massachusetts Lowell(马萨诸塞大学洛厄尔分校)
研究如何通过原生控制实现例外点编织动态转移,引入受限绝热捷径原理,在特定非厄米模型中演示构造,利用失谐、驱动幅度等控制,通过平滑实波形实现分支交换转移,在校准等误差下保持准确。
2026-07-29 quant-ph
Thermal Excitation of Multi-Photon Dressed States in Circuit Quantum Electrodynamics
超导量子比特和存储在片上微波谐振器中的光子之间可实现的异常强的耦合允许在电路量子电动力学(QED)领域中详细研究物质-光相互作用。本文研究了单个transmon型多能级人工原子与弱热场和相干场的共振相互作用。在线性响应外差透射测量中,我们研究了耦合系统的最多三个光子修饰态。所得结果与广义Jaynes-Cummings模型定量吻合。我们的数据表明,热场在谐振腔QED中的作用可以用超导电路来详细研究。
2009-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Photonic chiral state transfer near the Liouvillian exceptional point
本文通过单光子干涉实验模拟量子Langevin方程,研究了开放量子系统中Liouvillian奇异点被参数化环绕时的手性态转移,发现其仅在中间时间尺度存在并遵循普适标度,证实了其瞬态性质。
2025-01-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Global and Local Aspects of Exceptional Point
例外点是复值的特征值和特征向量的奇异性,比如说,一个相互作用参数。它们普遍存在,是能级排斥附近本征值的平方根分支点奇点。讨论了异常点的分布与能级间距特殊涨落性质之间的复杂联系。在硬混沌情形下,给出了问题$H_0+λH_1$例外点的分布。例外点的局部性质的理论预测最近已被实验证实。这与特殊点的特定拓扑结构以及与特殊点相关的波函数的手征性质有关。
2002-11-15 quant-ph
Chiral Transfer and Entanglement Generation of Even-Parity Bell States with Engineered Two-Photon Loss
School of Electronic Science and Engineering, Chongqing University of Posts and Telecommunications(重庆邮电大学电子科学与工程学院);Chongqing Key Laboratory of Dedicated Quantum Computing and Quantum Artificial Intelligence(重庆专用量子计算与量子人工智能重点实验室);Southwest Center for Theoretical Physics, Chongqing University(重庆大学西南理论物理中心);Department of Physics and Chongqing Key Laboratory for Strongly Coupled Physics, Chongqing University(重庆大学物理系及强耦合物理重庆市重点实验室)
本研究在双量子位系统中利用工程化双光子损耗,通过绝热环绕奇异点实现偶宇称贝尔态的手性转移与纠缠生成,统一了耗散控制协议。
2026-09-28 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
Enantiosensitive exceptional points in open chiral systems
Max-Born-Institut(马克斯·玻恩研究所);Attosecond Quantum Physics Laboratory, Physics Department, King’s College London(伦敦国王学院物理学院阿秒量子物理实验室);Technion-Israel Institute of Technology(以色列理工学院);Institute of Advanced Studies in Theoretical Chemistry, Technion-Israel Institute of Technology(以色列理工学院理论化学高级研究所);Department of Physics, Humboldt Universität zu Berlin(柏林洪堡大学物理系);Department of Physics, Imperial College London(伦敦帝国理工学院物理系);Technische Universität Berlin(柏林工业大学)
研究非厄米分子手性系统中例外点的对映体特异性,通过环绕EP驱动拓扑布居转移、共振激发放大手性效应、利用手性光纤检测分子手性,结合高对映体敏感性与拓扑稳健性,为非厄米和手性现象探索提供新途径。
2026-07-16 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Exceptional-point-constrained locking of boundary-sensitive topological transitions in chiral non-Hermitian SSH-type lattices
Institute of Theoretical Physics and State Key Laboratory of Quantum Optics Technologies and Devices, Shanxi University(山西大学理论物理研究所与量子光学技术与器件国家重点实验室);Department of Physics, Fudan University(复旦大学物理系)
研究揭示了在手性非厄密SSH型晶格中,通过例外点约束参数演化可锁定边界敏感拓扑转变,展示了零能布里渊区退化对拓扑转变的影响。
2026-05-14 physics.optics quant-ph
Enantiosensitive exceptional points
本文证明三色场驱动手性分子体系中奇异点位置具有对映体敏感性,并利用环绕奇异点的不对称切换机制实现对映体选择性操控,为手性系统应用开辟新途径。
2023-07-10 physics.atom-ph quant-ph
Exceptional points for chiral Majorana fermions in arbitrary dimensions
当哈密顿量的某些实参数继续为复值时,可以产生称为例外点($EP$'s)的奇点,其中两个或多个特征值重合,并且复化的哈密顿量变得不可对角化。我们发现,对于一个一般的$d$维拓扑超导体/超流体的手征对称性,可以找到$EP$的手征零能量马约拉纳费米子绑定到拓扑缺陷/边缘。利用手征对称性,我们提出了一个计算手征零模个数($n$)的公式。我们还建立了这些解决方案的位置空间中的马约拉纳费米子波函数的连接。这些动量的虚部与位于缺陷/边缘的波函数的指数衰减有关,因此它们在拓扑相变点的符号变化信号手性马约拉纳零模的出现或消失。因此,我们的分析解释了为什么拓扑不变量,如缠绕数,定义为相应的哈密顿量在动量空间的无缺陷系统的周期性边界条件,捕获允许的马约拉纳费米子解决方案的位置空间哈密顿缺陷(S)的数量。最后,我们得出结论,$EP$的不能与马约拉纳费米子波函数的系统没有手征对称性,虽然可以使用我们的公式计数$n$,使用复杂的$k$解决方案,其中相应的BdG行列式哈密顿消失。
2021-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Chiral state conversion in a levitated micromechanical oscillator with in situ control of parameter loops
具有增益和损耗的物理系统可以用非厄米哈密顿量来描述,该哈密顿量在例外点(EP)处退化。近年来,人们对非厄米系统的许多新的和意想不到的特性进行了研究。其中最吸引人的一个特点是,当一个EP被动态地包围时,手性态会发生转变。在这里,我们提出了一个易于控制的悬浮微粒系统,携带一对EP和实现缓慢的演变的哈密顿沿回路中的参数平面。利用可控制的旋转角度和增益损耗系数,我们可以在原位控制环路的结构、大小和位置。我们证明,在能量表面的拓扑结构和非绝热跃迁(NAT)的共同作用下,手征行为出现沿环环绕EP,甚至沿直线路径远离EP。这一工作拓宽了手征态转换的参数空间范围,为探索异常点物理的有趣性质提供了一个有用的平台。
2020-10-21 quant-ph
Intermittent decoherence blockade in a chiral ring environment
人们早就认识到,原子的辐射发射并不是单个原子本身的固有特性,而是在很大程度上受到光子环境的特性和原子之间的集体相互作用的影响。一般认为,防止完全衰变和/或退相干需要存在暗态,即,在耗散环境下不会衰变的修饰光原子态。在这里,我们表明,与这样一个共同的智慧,消相干抑制可以间歇地实现在有限的时间尺度上,而不需要任何暗态,当原子耦合到手性环环境,导致一个高度非指数的阶梯衰减。我们称之为间歇性退相干阻断的这种效应是由现在发射的光和过去发射的光之间的周期性相消干涉引起的,即,来自延迟相干量子反馈。
2021-06-22 quant-ph
Non-chiral ephemeral edge states and cascading of exceptional points in the non-reciprocal Haldane model
Indian Institute of Science Education and Research, Thiruvananthapuram(印度科学教育研究所,特里凡得琅)
非 reciprocity Haldane 模型中,异常点级联和非手性瞬时边缘态的动态稳定化现象。
2026-02-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topologically protected entanglement switching around exceptional points
针对量子纠缠态易受退相干和无序影响的问题,提出利用四重简并例外点在Riemann能量曲面上实现高保真、拓扑保护的手性纠缠态开关,并在量子行走平台上实验验证,为非厄米物理在量子信息领域的应用开辟新途径。
2023-10-23 physics.optics quant-ph
'Free-Space' Photonic Quantum Link and Chiral Quantum Optics
我们提出了一个手性光子量子链路的设计,其中遥远的原子通过交换在自由空间中单向传播的光子进行相互作用。这是通过在激光辅助过程中将每个原子耦合到充当量子相控阵天线的原子阵列来实现的。这为自由空间中的量子网络提供了一个基本的构建模块,即不需要空腔或纳米结构,我们用高保真量子态传输协议来说明。我们的设置可以实现与中性原子使用里德伯装扮的相互作用。
2018-06-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Chiral state transfer under dephasing
采用完整Lindblad主方程研究退相干对手性态转移的影响,发现绝热极限下手性转移消失但在中等环绕时间下恢复,为实验条件下的开放系统动力学控制提供了新见解。
2022-12-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Enhanced coherent light-matter interaction and room-temperature quantum yield of plasmonic resonances engineered by a chiral exceptional point
本研究提出将等离激元共振与手征奇异点光子腔集成以调控局域态密度,实现线宽收窄、光-物质相互作用增强及室温近单位量子产率,为量子态调控和高性能量子器件构建提供新平台。
2023-08-08 physics.optics quant-ph
Proximity-encirclement of exceptional points in a multimode optomechanical system
本文研究多模光力系统中例外点的邻近环绕,揭示了环绕二阶与三阶例外点时手性及非互易态转移的不同实现条件,为高阶非厄米系统中的态转移操控提供了新途径。
2023-05-25 physics.optics 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
Exceptional Non-Hermitian Phases in Disordered Quantum Wires
我们证明了节非厄米(NH)阶段的发生,具有特殊的简并在手征对称无序量子线,NH物理自然产生的自能在无序平均格林函数描述。值得注意的是,我们发现,至少有两个节点的清洁厄米特系统中所需的例外点,以有效地稳定后添加的障碍。我们确定和研究我们的理论研究结果在光谱函数和所考虑的系统的介观量子输运性质的实验签名。我们的研究结果是定量证实和例证的数值精确模拟的微观晶格模型。所提出的设置提供了一个概念上的最小框架的实现和研究的拓扑NH相量子多体系统。
2021-07-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Chiral control of quantum states in non-Hermitian spin-orbit-coupled fermions
自旋-轨道耦合是自旋霍尔效应和拓扑绝缘体等量子现象的基本机制。它在孤立的厄米系统中得到了广泛的研究,但对耗散在自旋轨道耦合系统中所起的作用知之甚少。在这里,我们实现了耗散自旋轨道耦合带充满超冷费米子,并观察宇称时间对称性破缺的结果之间的竞争的自旋轨道耦合和耗散。可调耗散,引入状态选择原子损失,使我们能够调整的能隙,并关闭它在临界耗散值,所谓的例外点。在临界点附近,态演化表现出手征响应,这使得我们能够动态地调节自旋轨道耦合和耗散,揭示了当量子态围绕例外点时的拓扑鲁棒的手征自旋转移。这表明我们可以探索具有自旋轨道耦合的非厄米拓扑态。
2021-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
$Z_N$ symmetric chiral Rabi model: a new $N$-level system
通过扩展二态Rabi模型的$\mathbb Z_2$对称性,提出了一种新的适用于$N$能级原子的量子Rabi模型.哈密顿量是$\mathbb Z_N$对称的,并且允许能级分离项中的参数是复数的,同时保持厄米。后一种性质意味着新模型是{ \em手性},这使得它不同于文献中任何现有的$N$ -状态Rabi模型。$\mathbb Z_N$对称性提供了一般哈密顿量的部分对角化。该模型的精确孤立(即例外)能量具有类拉比形式,但是$N$倍退化的。对于三态情形($N=3$),我们得到了三个超越函数,它们的零点给出了模型的正则(即非例外)能量。
2014-03-21 cond-mat.other math-ph math.MP
Symmetry and Higher-Order Exceptional Points
例外点(EPs),在这两个特征值和特征向量合并,是普遍存在的和独特的非厄米特系统的功能。二阶EP由于其丰富性而成为迄今为止研究最多的,仅需要调整两个实参数,这比一般找到普通埃尔米特本征值简并所需的三个参数要少。高阶EP通常需要更多的微调,因此被认为扮演的角色要小得多。然而,在这里,我们阐明了物理相关的对称性,使高阶EP显着更丰富,概念更丰富。更突出的是,三阶EP一般只需要两个实调谐参数的宇称时间(PT)对称性或广义手征对称性的存在。值得注意的是,我们发现,这些不同的对称性产生拓扑不同类型的EP。我们说明了我们的研究结果在简单的模型,并显示如何与通用的$\sim k^{1/3}$色散的三阶EP的保护PT对称性,而与$\sim k^{1/2}$色散的三阶EP的保护出现在非厄米Lieb晶格模型的手征对称性。更一般地说,我们确定了稳定的,弱的,脆弱的方面,保护的高阶EP,梳理出其伴随的现象。
2022-12-29 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Experimental demonstration of an anisotropic exceptional point
在许多非厄米特系统中发现了与平方根奇点相关的例外点。在大多数研究中,发现的EP是各向同性的,这意味着相同的奇异行为是独立的方向,他们在参数空间中接近。在这项工作中,我们从理论和实验上证明了存在的各向异性EP在声学系统中,表现出不同的奇异行为时,各向异性EP接近从不同的方向在参数空间。这种各向异性EP产生于具有相同手性的两个平方根EP的合并。
2018-04-25 cond-mat.other physics.class-ph quant-ph
Exceptional-Point Geometry of Weak Topological Boundary States
Instituto de Estructura de la Materia (IEM-CSIC)(物质结构研究所);Departamento de Física, Universidad Técnica Federico Santa María(圣地亚哥技术大学物理系);Instituto de Física, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso(天主教瓦尔帕莱索大学物理研究所)
研究弱拓扑如何通过解析延拓的布洛赫哈密顿量的例外奇点进行几何表述,以二维格点手征模型为例,阐述其弱拓扑不变量族,说明弱拓扑边缘态等与例外点的关系,提供了相关态的统一复动量描述。
2026-07-24 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Fourth-Order Exceptional Points in Correlated Quantum Many-Body Systems
非厄姆特(NH)哈密顿量有效地描述了耗散系统的物理特性,已成为从经典超材料到量子多体系统的重要工具。异常点,光谱简并的NH对应物,是NH领域特有的最重要的现象之一。虽然在各种微观模型中已经报道了二阶例外点的实现,但高阶例外点在多体环境中仍然很难实现,因为它们通常需要在高维参数空间中进行微调。在这里,我们提出了一个微观模型的相关费米子在三个空间维度,并证明了发生的相互作用引起的四阶例外点的保护手征对称性。我们证明了它们对对称破缺扰动的稳定性,并研究了它们的特征分析和拓扑性质。
2021-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Hybrid exceptional point created from type III Dirac point
嵌入能带中的简并(例外)点通过它们的拓扑特征而不同。我们报告了不同的混合两态聚结(EP2)形成通过合并两个相反的手征,从III型狄拉克点出现在一个平坦的带创建的EP2。在非厄米性和合成磁通量之间的适当匹配下,通过相消干涉产生孤立的带接触杂波EP 2。退化点和不同类型的例外点可以通过它们与相刚性标度指数相关的全局几何相的拓扑特征来区分。我们的研究结果不仅铺平了道路合并EP,但也揭示了未来的调查非厄米拓扑相位。
2020-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.optics