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宇称-时间反演对称的Su-Schrieffer-Heeger模型的拓扑特性

山西大学学报(自然科学版) 2018年第2期41卷 362-367页

作者：刘祾武晔虹山西医科大学基础医学院物理教研室

尽管一类具有宇称和时间反演联合对称性的模型是非厄米的,然而在某些参数区域内系统能谱具有全实数的特征,引起了人们极大的兴趣,特别是此类系统的拓扑性质已经成为了研究热点。Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型作为最简单的拓扑绝缘体模... 详细信息

尽管一类具有宇称和时间反演联合对称性的模型是非厄米的,然而在某些参数区域内系统能谱具有全实数的特征,引起了人们极大的兴趣,特别是此类系统的拓扑性质已经成为了研究热点。Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型作为最简单的拓扑绝缘体模型,引入平衡的增益和损耗的化学势,成为具有宇称-时间反演对称的SSH模型。通过研究系统的能谱,找到宇称-时间反演对称破缺点,发现在宇称-时间反演对称性未破缺区域,系统的拓扑性质与未引入非厄米的化学势的系统相类似。

关键词：拓扑绝缘体宇称-时间反演对称贝里相非厄米量子力学

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非厄米力学系统基本原理与研究进展

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力学进展 2024年第1期54卷 1-60页

作者：耿琳琳袁锦波程文胡更开周萧明飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京理工大学宇航学院

非厄米理论是研究开放系统动力学行为的一种理论框架,其概念起源于量子力学,借助该理论可以揭示出奇异点、手性模态转换、拓扑趋肤效应等新奇现象,为反常波动与振动调控提供了新思路.本文着重以力学的语言对非厄米系统的基础概念进行介... 详细信息

非厄米理论是研究开放系统动力学行为的一种理论框架,其概念起源于量子力学,借助该理论可以揭示出奇异点、手性模态转换、拓扑趋肤效应等新奇现象,为反常波动与振动调控提供了新思路.本文着重以力学的语言对非厄米系统的基础概念进行介绍,阐明经典系统与非厄米系统的关联和扩展关系,并介绍相关前沿研究进展.首先介绍非厄米力学系统中的奇异点、宇称-时间反演对称性等基本概念,并介绍奇异点微扰理论及其在高灵敏度传感等领域的应用机理,之后介绍奇异点附近特征值曲面的拓扑结构,以及环绕奇异点的模态演化规律,最后介绍非厄米力学系统中的拓扑波动行为.

关键词：非厄米系统非保守系统奇异点宇称-时间反演对称非厄米拓扑

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两量子比特系统中相互作用对高阶奇异点的影响

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物理学报 2022年第13期71卷 18-28页

作者：施婷婷张露丹张帅宁张威中国人民大学物理系北京100872 北京量子科学研究院北京100193

近年来,与环境耦合的非厄米开放系统成为人们研究的热点.非厄米体系中的奇异点会发生本征值和本征态的聚合,是区分厄米体系的重要性质之一.在具有宇称-时间反演对称性的体系中,奇异点通常伴随着对称性的自发破缺,存在很多值得探究的新... 详细信息

近年来,与环境耦合的非厄米开放系统成为人们研究的热点.非厄米体系中的奇异点会发生本征值和本征态的聚合,是区分厄米体系的重要性质之一.在具有宇称-时间反演对称性的体系中,奇异点通常伴随着对称性的自发破缺,存在很多值得探究的新奇物理现象.以往的研究多关注无相互作用系统中的二阶奇异点,对具有相互作用的多粒子系统,及其中可能出现的高阶奇异点讨论较少,特别是相关的实验工作尚未见报道.本文研究了具有宇称-时间反演对称性的两量子比特体系,证明了该体系中存在三阶奇异点,并且量子比特间的伊辛型相互作用能够诱导体系在三阶奇异点附近出现能量的高阶响应,可通过测量特定量子态占据数随时间的演化拟合体系本征值的方法来验证.其次通过探究该体系本征态的性质,展示了奇异点的态聚合特征,并提出了利用长时间演化后稳态的密度矩阵验证态聚合的方法.此外,还将理论的两量子比特哈密顿量映射到两离子实验系统中,基于^(171)Yb^(+)囚禁离子系统设计了实现和调控奇异点,进而验证三阶响应的实验方案.这一方案具有极高的可行性,并有望对利用非厄米系统实现精密测量和高灵敏度量子传感器提供新的思路.

关键词：非厄米体系奇异点宇称-时间反演对称离子阱

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光力学系统中的定向量子放大及其非线性

光力学系统中的定向量子放大及其非线性

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作者：钱奕兵四川师范大学

学位级别：硕士

光力学系统（Optomechanical system,简称OMS）,是探索辐射压与力学振子运动之间相互作用的系统。光力学系统因其具有微型化、易集成和无磁性的优良特性,已被广泛地应用于开发各种新型量子器件。该系统具有很多有趣的物理现象,例如光力... 详细信息

光力学系统（Optomechanical system,简称OMS）,是探索辐射压与力学振子运动之间相互作用的系统。光力学系统因其具有微型化、易集成和无磁性的优良特性,已被广泛地应用于开发各种新型量子器件。该系统具有很多有趣的物理现象,例如光力学诱导透明、光力学诱导非互易、光子阻塞以及纳米力学振子的基态冷却等。然而,光力学系统在实际应用中会不可避免地受到量子噪声的影响,因此对量子噪声抑制的研究是非常必要的。本文主要研究的是交叉克尔非线性诱导的降噪非互易光子传输,以及在宇称-时间反演对称（Parity-time-symmetry,简称PT对称）情况下的光子阻塞和非线性放大效应。（i）首先,我们从经典电磁场的麦克斯韦方程组出发,获得光力学系统的哈密顿量。之后,利用绝热近似和幺正变换,我们推导出了光力系统中包含克尔类型非线性的有效哈密顿量。（ii）利用阻尼辅助光模作为两个光学模的共同热浴库,我们研究了交叉克尔型非线性耦合的两个光模之间的非互易光子传输。光学非互易性是由交叉克尔非线性引起的非线性耦合和绝热消除辅助光模的非相干耦合之间的量子干涉产生的。两个耦合之间的相对相位Φ的正向和反向光子传输概率与π-Φ情况是共振对称,并且与相位2π-Φ情况下的光子传输概率呈交换对称。通过对耗散耦合的调节,不仅可以改善光子的非互易性,还能实现非互易光子的放大。同时,在本方案中,我们还发现交叉克尔非线性不仅可以实现宽带宽的光学非互易性,而且可以有效地产生光学压缩,进而实现对量子信息的降噪处理。（iii）我们对PT对称耦合光腔中的光子阻塞效应进行了研究。通过对光子统计特性的研究,我们发现PT对称区和PT破缺区下的光子阻塞效应呈现出完全不同行为,这与PT对称的相变有关。除此之外,我们对非PT对称下的光子阻塞效应也进行了探讨,通过比较分析揭示了PT对称下超模场局部化效应会动态增强腔内非线性效应进而产生光子阻塞。所得结果为光子阻塞和PT对称理论之间的关系提供了理论探索。

关键词：光力学系统光学非互易量子压缩光子阻塞宇称-时间反演对称

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