論文の概要: Emergent $\mathcal{PT}$ symmetry in a double-quantum-dot circuit QED
set-up
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.07541v2
- Date: Wed, 3 Jun 2020 07:31:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-23 06:59:05.364502
- Title: Emergent $\mathcal{PT}$ symmetry in a double-quantum-dot circuit QED
set-up
- Title（参考訳）: 二重量子ドット回路QEDセットアップにおける創発$\mathcal{PT}$対称性
- Authors: Archak Purkayastha, Manas Kulkarni, and Yogesh N. Joglekar
- Abstract要約: 非エルミートハミルトニアンが2量子ドット回路QEDセットアップで自然に現れることを示す。
我々の結果は、潜在的にスケーラブルな非エルミートシステムのオンチップ実現への道を開いた。
- 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: Open classical and quantum systems with effective parity-time
($\mathcal{PT}$) symmetry, over the past five years, have shown tremendous
promise for advances in lasers, sensing, and non-reciprocal devices. And yet,
how such effective $\mathcal{PT}$-symmetric non-Hermitian models emerge out of
Hermitian quantum mechanics is not well understood. Here, starting from a fully
Hermitian microscopic Hamiltonian description, we show that a non-Hermitian
Hamiltonian emerges naturally in a double-quantum-dot-circuit-QED (DQD-circuit
QED) set-up, which can be controllably tuned to the $\mathcal{PT}$-symmetric
point. This effective Hamiltonian governs the dynamics of two coupled
circuit-QED cavities with a voltage-biased DQD in one of them. Our analysis
also reveals the effect of quantum fluctuations on the $\mathcal{PT}$ symmetric
system. The $\mathcal{PT}$-transition is, then, observed both in the dynamics
of cavity observables as well as via an input-output experiment. As a simple
application of the $\mathcal{PT}$-transition in this set-up, we show that
loss-induced enhancement of amplification and lasing can be observed in the
coupled cavities. By comparing our results with two conventional local Lindblad
equations, we demonstrate the utility and limitations of the latter. Our
results pave the way for an on-chip realization of a potentially scalable
non-Hermitian system with a gain medium in quantum regime, as well as its
potential applications for quantum technology.
- Abstract（参考訳）: 過去5年間で、効果的なパリティ時間(\mathcal{PT}$)対称性を持つオープン古典的および量子系は、レーザー、センシング、非相互デバイスの発展を大いに約束している。
しかし、そのような実効的$\mathcal{pt}$-symmetric non-hermitian model がエルミート量子力学からどのように出現するかは、よく分かっていない。
ここで、完全エルミート微視的ハミルトニアン記述から始めると、非エルミートハミルトニアンは二重量子ドット回路qed (dqd-circuit qed) 設定において自然に出現し、$\mathcal{pt}$-symmetric 点に制御的に調整できる。
この効果的なハミルトニアンは、2つの結合回路QEDキャビティと電圧バイアスDQDのダイナミックスを管理する。
また, この解析により, $\mathcal{pt}$ 対称系に対する量子揺らぎの影響も明らかになった。
$\mathcal{PT}$-transition は、キャビティ可観測体の力学と入力出力実験の両方で観測される。
この集合における$\mathcal{pt}$-transition の単純な応用として、損失による増幅と発振の促進が結合したキャビティで観察できることを示した。
従来の2つの局所リンドブラッド方程式との比較により,後者の有用性と限界を明らかにした。
我々の結果は、量子状態における利得媒質を持つ潜在的にスケーラブルな非エルミタン系のオンチップ実現と、その量子技術への応用の道を開くものである。
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