Enhancement of quantum heat engine by encircling a Liouvillian exceptional point
量子热机由于涉及到量子相干性而有望超越经典热机。在这里,我们实验执行单离子量子热机和演示,第一次,动力学和增强性能的热机源于刘维例外点(LEPs)。除了与LEPs相关的拓扑效应外,我们还关注热力学效应,这可以通过退相干下的Landau-Zener-Stuckelberg过程来理解。如果热机循环动态地环绕LEP,我们见证了来自量子热机的正净功。进一步的研究表明,当系统更接近LEP时,完成更大的网络工作。我们将量子热机的增强性能归因于LZS过程,该过程由LEP附近的本征能景观和EP诱导的拓扑转变实现。因此,我们的研究结果开辟了新的可能性,走向LEP使能控制的量子热机和热力学过程中的开放量子系统。
2023-02-27 physics.atom-ph quant-ph
Sensitivity Enhancement near High-Order Exceptional Points via Dissipative Couplings
Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Metrology and Sensing & School of Physics and Astronomy, Sun Yat-Sen University (Zhuhai Campus)(中山大学珠海校区物理与天文学院、广东省量子计量与传感重点实验室)
提出一个四通道耗散耦合模型,支持四阶异常面和二阶异常体积,在热原子系统中实现,通过电磁感应透明光谱测量复能量谱,展示对激光失谐等物理量的四阶响应,超越二阶异常点,并揭示灵敏度与鲁棒性的权衡。
2026-06-09 quant-ph
Enhancement of sensitivity near exceptional points in dissipative qubit-resonator systems
本文提出并实验验证了一种利用耗散作为资源、通过无跳跃轨迹实现奇异点来增强量子比特-谐振子系统耦合探测灵敏度的非厄米量子传感器协议。
2025-01-27 quant-ph
Enhanced sensing mechanism based on shifting an exceptional point
针对偏离 EP 会破坏例外点、限制连续多次传感的问题,提出微扰使 EP 沿参数轴轻微移动的非破坏增强机制,并以质量传感器和陀螺仪实现验证。
2023-07-18 physics.optics quant-ph
Scaling of quantum Fisher information for quantum exceptional point sensors
针对量子例外点传感器,本文研究多模二次玻色系统,推导 QFI 精确解析公式,揭示其与 EP 阶数的标度关系,并验证高阶 EP 可显著提升灵敏度。
2024-04-04 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Fixed-Point Bifurcations and Path-Information Bounds in Nonlinear Exceptional-Point Sensing
School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院);International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学亚太理论物理中心)
本研究证明非线性奇异点传感的奇异响应源于定点分岔,推导路径信息界表明信噪比增强有限,且在局部涨落区域可达到信息最优。
2026-10-01 physics.optics quant-ph
Enhancement of signal-to-noise ratio at a high-order exceptional point of coherent perfect absorption
Zhejiang University(浙江大学);The Chinese University of Hong Kong(香港中文大学)
通过在被动腔磁振子系统中利用相干完美吸收的三阶例外点,实现磁场传感中信号与噪声比的显著提升。
2026-03-12 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Enhancement of the sensitivity of a temperature sensor based on Fiber Bragg Gratings via weak value amplification
我们提出了一个概念验证实验,旨在通过利用弱值放大方案来提高光纤布拉格光栅温度传感器的灵敏度。该技术只需要线性光学元件的实施,并出现作为一个有前途的方法,可检测到的温度变化的范围越来越低的值比国家的最先进的传感器目前可以提供。这里实现的设备能够产生$\mathrm{\sim 0.035\,nm/^{\circ}C}$的脉冲的光谱的质心的移位,与使用标准方法询问的相同光纤布拉格光栅系统相比,灵敏度增加近四倍。
2015-06-05 physics.optics 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
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
Non-Hermitian sensing in the absence of exceptional points
本文提出并实验验证了一种不依赖例外点的普适非厄米传感方案,利用非厄米探针对弱外场的内在敏感性实现增强传感,并在背景噪声下表现出优于传统方法的性能。
2025-01-03 quant-ph
Enhancement of vibrationally assisted energy transfer by proximity to exceptional points, probed by fluorescence-detected vibrational spectroscopy
本文将囚禁离子VAET模拟扩展到𝒫𝒯对称发色团二聚体,证明简并二阶异常点附近声子吸收最优化,可显著增强振动辅助能量转移,并提出荧光探测振动光谱识别异常点。
2024-04-23 physics.bio-ph physics.chem-ph quant-ph
Quantum-Enhanced Plasmonic Sensing
量子资源可以提高设备的灵敏度,使其超过经典散粒噪声极限,因此,通过开发量子增强传感器,彻底改变了计量领域。特别地,广泛用于生物和化学传感应用的等离子体传感器提供了将这种增强带到现实生活设备的独特机会。在这里,我们使用明亮的纠缠双光束来提高用于测量局部折射率变化的等离子体传感器的灵敏度。我们证明了最先进的等离子体传感器的灵敏度的56%的量子增强,测量的灵敏度在$10^{-10}$ RIU $/\sqrt{\textrm{Hz}}$的数量级上,比量子增强等离子体传感器的先前的原理验证实施方式好近5个数量级。这些结果有望显着增强超痕量标记自由等离子体传感,并将找到他们的方式进入从生物医学应用到化学检测等领域。
2018-02-01 physics.optics quant-ph
Non-Hermitian Quantum Sensing: Fundamental Limits and Non-Reciprocal Approaches
非厄米特系统的非常规性质,如例外点的存在,最近被认为是一种传感资源。然而,量子机制中噪声和效用的影响仍不清楚。在这项工作中,我们分析的参数传感特性的线性耦合模系统,有效的非厄米哈密顿描述。我们的分析充分考虑了经典和量子机制中的噪声效应,并充分考虑了基于相干驱动和零差检测的现实和最佳测量协议。专注于双模式设备,我们推导出任何这样的传感器的信号功率和信噪比的基本界限。我们使用这些来证明,增强信号功率需要增益,但不一定是任何接近一个例外的点。此外,当噪声被包括在内,我们表明,非互易性是一个强大的资源感测:它允许一个超过的基本界限约束任何传统的,互惠传感器。我们分析简单的双模式非互易传感器,允许这种参数增强的传感,但不涉及特殊的点物理。
2018-05-30 cond-mat.mes-hall physics.optics 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
Synthetically enhanced sensitivity using higher-order exceptional point and coherent perfect absorption
针对高阶例外点(EP)提升传感器灵敏度面临系统复杂化的困难,本文提出利用相干完美吸收(CPA)与EP的协同效应,在伪厄米腔磁子系统中实现合成增强的传感器,使磁场检测最小变化达4.2×10^(-21)T。
2024-01-03 quant-ph
Quantum Metrology with Higher-order Exceptional Points in Atom-cavity Magnonics
本文提出在原子-腔系统中通过厄米磁子-光子相互作用构造高阶例外点,避免朗之万噪声,并设计出灵敏度比 EP2 传感器高数个数量级的 EP3/4 原子传感器,为高阶例外点量子计量提供新思路。
2025-06-03 quant-ph
Multiparameter squeezing for optimal quantum enhancements in sensor networks
压缩目前代表了在各种连续和离散变量设置和技术应用中对单个参数进行量子增强精度测量的领先策略。然而,许多重要的物理问题,包括成像和现场传感需要同时测量多个未知参数。多参量量子精密测量的发展仍然受到寻找饱和灵敏度界和可行估计策略的固有困难的阻碍。在这里,我们推导出多参数压缩的一般操作概念,识别计量有用的状态和最佳估计策略。当应用到自旋或连续变量系统,我们的结果推广了广泛使用的自旋或正交压缩参数。多参数压缩提供了一个实用和通用的概念,铺平了道路的发展,量子增强估计的多个相位,梯度和领域,并为有效的表征多模量子态在原子和光学传感器网络。
2020-07-30 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
Quantum state tomography across the exceptional point in a single dissipative qubit
由非保迹、非厄米特哈密顿算子描述的有增益和有损失的开放系统,是近年来研究的热点。异常点简并对经典系统动力学的影响已被观察到,通过显着的现象,如宇称-时间对称性破缺过渡,非对称模式切换,和最佳能量转移。另一方面,量子演化和退相干的例外点的后果迄今尚未探索。在此,我们利用后选择在具有可调拉比驱动、耗散和失谐的三能级超导传输子电路上对单个耗散量子比特在其例外点附近进行量子态层析。量子态层析成像揭示了零失谐时的PT对称性破缺跃迁、有限失谐时的退相干增强以及量子比特弛豫态中例外点的量子特征。我们的观察表明,丰富的现象与非厄米物理,如非正交的本征态在一个完全的量子制度和开放的路线,探索和利用特殊的点简并增强传感和量子信息处理。
2019-04-29 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph 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
Investigation of Noise Reduction and SNR Enhancement in Search Coil Magnetometers at Low Frequencies
在这里,一个广义的感应圈传感器模型,比其他模型更一般化,已被认为是和线圈的热噪声的等效磁场和传感器的信噪比的理论计算的基础上的线圈绕组和它的核心的尺寸和几何形状。我们的计算表明,热噪声的等效磁场可以通过线圈与磁芯的重量比最小化。此外,还发现只有当芯体长径比取某一特定值时,传感器的信噪比才能达到最大。计算结果与实验测量的噪声数据吻合较好。
2014-09-24 physics.ins-det quant-ph
Enhanced quantum sensing with hybrid exceptional-diabolic singularities
该研究提出在四模玻色系统的 HED 奇点附近进行线性微扰检测,利用高阶奇异响应将估计误差标度提升两倍,并证明外差检测可达到量子 Fisher 信息给出的最优界限。
2025-06-10 quant-ph
Exceptional sensitivity near the bistable transition point of a hybrid quantum system
本研究通过将diamond quantum sensor与非线性Van der Pol oscillator耦合,在双稳态转变点(BP)附近实现了17倍信噪比提升和170 fT/√Hz的创纪录灵敏度,克服了线性异常点处的噪声放大问题。
2025-07-13 quant-ph
Boundary Time Crystals as AC sensors: enhancements and constraints
本文研究边界时间晶体作为AC场量子传感器,通过QFI及幂律—指数拟设分析其共振灵敏度,证实适度量子增强,同时指出无限熵增长限制最优信息解码。
2025-02-14 cond-mat.other cond-mat.stat-mech quant-ph
The Role of Exceptional Points and Transmission Peak Degeneracies in Non-Hermitian Sensing
Thayer School of Engineering, Dartmouth College(达特茅斯学院塔耶尔工程学院);Department of Physics and Astronomy, Dartmouth College(达特茅斯学院物理与天文学系)
本文研究了非厄米特传感中传输峰值退化与例外点的关系,提出统一理论框架,通过实验平台验证了传输峰值退化的鲁棒性及设计原则。
2026-02-12 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Enhanced quantum sensing in time-modulated non-Hermitian systems
Shangrao Normal University(上饶师范学院);Hangzhou Normal University(杭州师范大学)
本研究提出两种理论方案,利用非厄米特系统中本征值和本征态的共alesce,实现时间调制系统中量子传感灵敏度的显著提升。
2025-06-07 quant-ph
Stability enhancement by joint phase measurements in a single cold atomic fountain
提出了一种在单原子干涉仪中进行联合询问的方法,克服了标准冷原子喷泉中连续测量之间的死区时间。联合操作使得能够更快地平均与时钟中的本地振荡器噪声和冷原子惯性传感器中的振动噪声相关联的迪克效应。这样的操作允许实现由于原子散粒噪声引起的最低稳定性极限。我们演示了一个多个联合操作,其中多达五个云的原子同时在一个单一的设置询问。多个联合操作的基本特征,在这里演示的微波拉姆齐询问,可以概括为超越当前的稳定性限制与死区时间在当今的冷原子干涉仪惯性传感器。
2015-01-08 physics.atom-ph 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
Squeezing enhanced sensing at an exceptional point
Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL)(费米国家加速器实验室);The University of Michigan(密歇根大学)
本文提出在开放量子系统中统一压缩和非厄米简并效应,在参量振荡阈值和奇异点处实现传感精度随扰动强度的四次方标度,并推广至多模压缩态传感器。
2026-05-26 physics.app-ph quant-ph
A hybrid polarization-selective atomic sensor for radio-frequency field detection with a passive resonant-cavity field amplifier
我们提出了一种混合原子传感器,实现了射频电场检测与本征场放大和偏振选择性鲁棒的高灵敏度的字段测量。该混合传感器结合了一个无源谐振器元件集成的原子蒸气室,提供放大和偏振选择性的入射射频场的检测。放大的腔内射频场由原子使用场敏感原子里德伯态的交流能级移动的量子光学读出来测量。在我们的实验演示中,我们采用了一个分裂场增强谐振腔嵌入在铷蒸气室放大和检测C波段射频场。我们观察到一个相当于24分贝增益的强度灵敏度的字段放大。场增强腔内部的谐振场模式的空间分布的特征。谐振场模式仅与入射场的明确定义的偏振分量耦合,从而允许我们以稳健的方式测量入射场的偏振。测量的场增强因子,偏振选择性性能,和混合传感器的场分布与模拟吻合良好。讨论了混合原子传感器在超微弱射频探测中的应用和先进的测量能力。
2018-05-01 physics.app-ph physics.ins-det quant-ph
Improving the dynamics of quantum sensors with reinforcement learning
University of Tübingen(蒂宾根大学)
最近提出的量子混沌传感器通过将非线性控制脉冲应用于量子传感器的动力学,同时使用易于制备的经典初始状态,来实现测量精度的量子增强。在这里,我们使用强化学习的交叉熵方法来优化控制脉冲的强度和位置。与具有超辐射阻尼的周期控制脉冲的量子混沌传感器相比,通过优化控制可以更好地抑制退相干,进一步提高测量精度。在某些示例中,我们发现灵敏度的增强超过一个数量级。通过对量子态演化过程的可视化,将强化学习方法所利用的机制确定为一种适用于超辐射阻尼的自旋压缩策略。
2020-03-10 cs.LG quant-ph
Tunable Exceptional Points for Quantum Sensing in a Spin--Orbit-Angular-Momentum Coupled BEC
University of Science and Technology of China(中国科学技术大学)
本研究基于自旋-轨道-角动量耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的非厄米动力学构建可调例外点传感平台,实现量子费舍尔信息增强,为量子传感提供实验可行途径。
2026-09-01 quant-ph
Double exceptional points generated by the strong imaginary coupling of a non-Hermitian Hamiltonian in an optical microcavity
例外点在非厄米系统的研究以及传感器和模式切换等应用中引起了广泛的关注。特别是,非平凡的拓扑结构的EP已被深入研究有关环绕EP。因此,EP生成是当前几个领域中的重要问题。为了产生多个EP,多个能级或复合物理系统已经与厄米特耦合一起使用。在这项研究中,我们在一个微腔中的二能级系统中产生多个EP,通过采用非厄米耦合的非厄米哈密顿下的虚(占主导地位)的耦合。由非厄米特耦合生成的黎曼曲面的拓扑结构表现出不同于厄米特耦合生成的黎曼曲面的特征。通过环绕多个EP和使用黎曼球面验证了黎曼曲面的这些拓扑结构的特征。
2022-08-16 quant-ph
Graph-theoretical approach to the eigenvalue spectrum of perturbed higher-order exceptional points
本文提出图论视角研究高阶奇异点(n>2)本征谱的微扰行为,区分通用与非通用微扰,并以微环-波导系统为例解释非通用微扰及腔选择性传感的饱和效应。
2024-09-20 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Limits to the sensitivity of a rare-earth-enabled cryogenic vibration sensor
低温学是量子技术发展的一个关键方面。封闭循环装置最近成为一种环境友好和低维护的液氦低温恒温器的替代品。然而,干式低温冷却器中较大的振动水平禁止它们在大多数敏感应用中使用。在最近的一项工作中,我们提出了一种惯性,宽带,非接触式传感器的基础上的压电光谱效应,即天然敏感性的光学线路所表现出的固体中的杂质的应变。该传感器基于稀土离子的特殊光谱特性,在4K以下工作,光谱烧孔大大提高了灵敏度。在本文中,我们调查的基本原理和技术的限制,这种振动传感器通过比较刚性的样品附件的脉冲管制冷机和定制设计的交换气室的声学隔离的冷阶段。
2022-03-16 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph physics.ins-det
Networked quantum sensing
我们介绍了一个通用的量子传感器网络模型,我们用这个模型来考虑的问题:当量子传感器之间的相关性(量子或经典)提高网络可以测量一组未知的参数的精度?我们严格回答这个问题的一系列实际重要的问题。当网络中的每个传感器测量单个参数时,我们表明传感器之间的相关性不能增加估计精度,超出了不相关方案可以实现的估计精度,无论所讨论的估计问题的具体细节如何。我们还考虑了更一般的设置,其中每个传感器可以用于测量多个参数,例如,磁场的三个空间分量。在这种情况下,我们表明,传感器之间的相关性只能提供,在最好的情况下,一个小的恒定的精度提高,在不相关的估计技术。最后,我们考虑优化网络以测量未知参数的单个线性函数,例如,所有参数的平均值。在这里,传感器之间的量子相关性可以提供相对于不相关技术的显著精度增强,并且该增强因子与传感器的数量成比例。为了说明这项工作的广泛影响,我们将我们的研究结果应用到广泛的实际感兴趣的估计问题,包括多模光学干涉,原子传感器网络和时钟网络。我们的研究结果揭示了文献中的一些结果,为未来网络化量子传感器的研究提供了一个严格的总体框架,并对量子多参数估计理论和量子传感技术产生了影响。
2017-02-14 math-ph math.MP quant-ph
Third-order exceptional surface in a pseudo-Hermitian superconducting circuit
本文提出了一种由三个具有平衡增益和损耗的循环耦合超导腔组成的伪厄米超导电路,研究了其三阶例外面,发现宇称-时间对称扩展至伪厄米条件时三阶例外点构成例外面,为研究伪厄米系统高阶例外面开辟了新途径。
2025-07-15 quant-ph
Free-Fermionic Topological Quantum Sensors
二阶量子相变具有长程纠缠、对称性破缺和能隙闭合等特征,在临界状态下表现出量子增强效应。然而,目前还不清楚这些功能中的哪些功能负责这种增强。为了解决这个问题,我们调查相变的自由费米拓扑系统,既不表现出破缺,也没有远程纠缠。我们分析表明,量子增强传感是可能的,使用拓扑边缘状态附近的相边界。值得注意的是,这样的增强也持久的基态的这样的模型,在固态实验中是可访问的。我们用一维Su-Schrieffer-Heeger链和二维Chern绝缘体来说明实验结果。虽然打破束缚和长距离纠缠都不是必不可少的,但间隙闭合仍然是量子增强传感的最终来源的主要候选者。此外,我们还提供了一个固定的和简单的测量策略,实现接近最佳的精度感测使用通用的边缘状态的参数值无关。这为拓扑量子传感器的发展铺平了道路,这些传感器预计也对局部扰动具有鲁棒性。
2022-08-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Real-world Quantum Sensors: Evaluating Resources for Precision Measurement
量子物理学有希望使某些任务具有比仅使用经典资源时更好的性能。在许多实验中出现的量子现象意味着非经典行为,但并不总是意味着优越的性能。量化从量子行为中获得的增强需要仔细分析所涉及的资源。我们分析了使用光学干涉仪的参数估计的具体情况,其中使用量子探测态可以实现更高的精度。常见的性能指标进行检查,它表明,有些高估了改善。对于最简单的实验情况下,我们比较不同的措施,并显示这明显高估。我们给出了现实世界的实验的首选分析和计算基准值的实验参数实现精度的提高。
2011-05-19 quant-ph
Non-Hermitian Quantum Metrology Enhancement and Skin Effect Suppression in PT-Symmetric Bardeen-Cooper-Schrieffer Chains
通过双正交量子Fisher信息分析,在PT对称BCS链中发现非厄米趋肤效应导致灵敏度指数抑制,而PT破缺奇异点附近实现海森堡标度增强,并给出超导电路实验协议。
2026-06-05 quant-ph
Non-Hermitian Topological Sensors
我们介绍和研究一类新的传感器,其灵敏度与设备的大小呈指数增长。值得注意的是,这种剧烈的增强并不依赖于任何微调,但被发现是一个稳定的现象免疫局部扰动。具体来说,这一惊人现象背后的物理机制与在非厄米拓扑系统中观察到的对边界条件的异常敏感性密切相关。我们概述了这些非厄米拓扑传感器(NTOS)的实际实施的具体平台,从经典的超材料到合成量子材料。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
Optomechanically Induced Transparency on Exceptional Surfaces
Zhengzhou University(郑州大学);Zhengzhou University of Light Industry(郑州轻工业大学);Henan Academy of Sciences(河南省科学院);Hunan Normal University(湖南师范大学)
该研究提出在非厄米特腔光机械系统中通过设计波导结构实现例外表面上的光学机械诱导透明度光谱调控,揭示了相变点处的峰谷转换现象,并展示了快慢光转换与增强的实验发现。
2025-04-08 quant-ph
Modular Many-Body Quantum Sensors
针对量子多体系统相变传感增强区域狭窄的问题,提出引入多相变的模块化方法,可同时适用于对称性破缺和拓扑传感器,在所有相界实现海森堡标度,构建出性能更优的全局量子传感器。
2024-08-07 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum Enhanced Measurement of Rotations with a Spin-1 Bose-Einstein Condensate in a Ring Trap
本文提出了一种利用自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体的Sagnac效应的自旋压缩旋转传感器模型。干涉仪的两个输入态使用拉曼脉冲与拉盖尔-高斯光束进行播种,并通过自旋交换碰撞的玻色子增强进行放大,从而导致干涉测量中的自旋压缩和潜在的量子增强。环形几何结构由于均匀的冷凝密度而具有优于分离的束路径原子旋转传感器的优点。我们模拟干涉仪的分析和数值为现实的实验参数,并发现显着的量子增强是可能的,但这种增强是部分退化时,工作在一个政权与强原子相互作用。
2016-02-12 cond-mat.quant-gas 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
Theory for the spectral splitting exponent of exceptional points
Sun Yat-sen University(中山大学)
本文提出了一种理论,通过分析扰动矩阵位置和约当块结构,解析地预测例外点的谱分裂指数,为设计EP传感器提供指导。
2025-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Probing Sensitivity near a Quantum Exceptional Point using Waveguide Quantum Electrodynamics
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院电子研究实验室);Department of Electrical Engineering and Computer Science, Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院电气与计算机工程系);MIT Lincoln Laboratory(麻省理工学院林肯实验室)
本文通过波导量子电动力学系统研究量子例外点附近的灵敏度,发现例外点附近并未出现灵敏度增强,揭示了例外点系统在量子增强传感中的局限性。
2026-03-12 quant-ph
Quantum Enhancement in Dark Matter Detection with Quantum Computation
本文提出一种利用量子干涉和量子电路操控量子比特的方法,使暗物质探测信号率随传感器数量呈平方增长,且对退相干噪声具有容错性,显著提升了基于量子比特的暗物质探测性能。
2024-07-30 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Critical fluctuations at a many-body exceptional point
临界现象普遍存在于各种物理学背景中,从凝聚态、高能物理、宇宙学到生物系统,并且由相变或临界点附近的缓慢和长距离波动组成。通常,这些现象与质量模的软化有关。在这里,我们表明,一种新的,非厄米诱导机制的临界现象,不属于这一类可以出现在一般的驱动耗散多体系统的稳定状态耦合二进制序参量如激子极化激元凝聚和驱动耗散玻色-爱因斯坦凝聚体在双阱势。这个"临界例外点“的临界性归因于集体本征模的合并,这些本征模将所有热和耗散噪声激活的波动转换为戈德斯通模式,导致在空间维度$d\le 4$上发散的巨大相位波动。我们的动力学重整化群分析表明,这在高至$d<8$的维度上产生了一个强耦合不动点,它与一个新的普适类相关联,超出了霍恩伯格和哈尔佩林的分类,这表明在这一点上多体修正是多么的强烈。我们发现,这种多体关联的异常增强是由于在临界例外点的声音模式的外观,尽管系统的耗散特性。
2020-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech