論文の概要: Hybrid-Liouvillian formalism connecting exceptional points of
non-Hermitian Hamiltonians and Liouvillians via postselection of quantum
trajectories
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.11620v2
- Date: Thu, 25 Jun 2020 10:57:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-01 21:16:58.661596
- Title: Hybrid-Liouvillian formalism connecting exceptional points of
non-Hermitian Hamiltonians and Liouvillians via postselection of quantum
trajectories
- Title（参考訳）: 量子軌道のポストセレクションによる非エルミート・ハミルトンとリウヴィリアンの例外点を結合するハイブリッド・リウヴィリアン形式主義
- Authors: Fabrizio Minganti, Adam Miranowicz, Ravindra W. Chhajlany, Ievgen I.
Arkhipov, and Franco Nori
- Abstract要約: 我々は、NHH(量子ジャンプなしの軌跡のみをポストしたとき)から(ポストセレクションなしで)量子ジャンプを含む真のリウビリアへの経路を記述することができるハイブリッド・リウビリア超作用素を導入する。
提案手法は,ポストセレクションと有限能率検出器の効果を直感的に関連付けることができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Exceptional points (EPs) are degeneracies of classical and quantum open
systems, which are studied in many areas of physics including optics,
optoelectronics, plasmonics, and condensed matter physics. In the semiclassical
regime, open systems can be described by phenomenological effective
non-Hermitian Hamiltonians (NHHs) capturing the effects of gain and loss in
terms of imaginary fields. The EPs that characterize the spectra of such
Hamiltonians (HEPs) describe the time evolution of a system without quantum
jumps. It is well known that a full quantum treatment describing more generic
dynamics must crucially take into account such quantum jumps. In a recent paper
[F. Minganti $et$ $al.$, Phys. Rev. A $\mathbf{100}$, $062131$ ($2019$)], we
generalized the notion of EPs to the spectra of Liouvillian superoperators
governing open system dynamics described by Lindblad master equations.
Intriguingly, we found that in situations where a classical-to-quantum
correspondence exists, the two types of dynamics can yield different EPs. In a
recent experimental work [M. Naghiloo $et$ $al.$, Nat. Phys. $\mathbf{15}$,
$1232$ ($2019$)], it was shown that one can engineer a non-Hermitian
Hamiltonian in the quantum limit by postselecting on certain quantum jump
trajectories. This raises an interesting question concerning the relation
between Hamiltonian and Lindbladian EPs, and quantum trajectories. We discuss
these connections by introducing a hybrid-Liouvillian superoperator, capable of
describing the passage from an NHH (when one postselects only those
trajectories without quantum jumps) to a true Liouvillian including quantum
jumps (without postselection). Beyond its fundamental interest, our approach
allows to intuitively relate the effects of postselection and finite-efficiency
detectors.
- Abstract（参考訳）: 例外点 (EPs) は古典的および量子的開放系の退化であり、光学、光電子学、プラズモニクス、凝縮物質物理学など多くの分野で研究されている。
半古典的体制では、開系は現象学的に有効な非エルミティア・ハミルトン派(NHHs)によって記述され、虚場の観点からの利得と損失の影響を捉えている。
そのようなハミルトニアン(HEP)のスペクトルを特徴づけるEPは、量子ジャンプのないシステムの時間進化を記述する。
より汎用的なダイナミクスを記述する完全な量子処理は、そのような量子ジャンプを極めて考慮しなければならないことはよく知られている。
最近の論文[F。
Minganti $et$ $al.
とPhysは言う。
rev. rev. a $\mathbf{100}$, $062131$ ($2019$)]、我々はepsの概念をlindbladマスター方程式によって記述されたオープンシステムダイナミクスを管理するliouvillian superoperatorsのスペクトルに一般化した。
興味深いことに、古典-量子対応が存在する状況では、この2種類のダイナミクスは異なるEPを生成することができる。
最近の実験で[m].
Naghiloo $et$$al。
ナット。
Phys
$\mathbf{15}$, $1232$$$ 2019$] とすると、ある量子ジャンプ軌跡をポストセレクトすることで、非エルミート的ハミルトンを量子極限で設計できることが示されている。
これはハミルトニアンとリンドブラディアンの関係と量子軌道に関する興味深い疑問を提起する。
我々は、NHH(量子ジャンプなしの軌跡のみをポストする場合)から(ポストセレクションなしで)量子ジャンプを含む真のリウビリアへの経路を記述することができるハイブリッド・リウビリア超作用素を導入することでこれらの接続について議論する。
その基本的な関心以上に、このアプローチはポスト選択と有限効率検出器の効果を直感的に関連付けることができる。
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