論文の概要: Shining Light on Quantum Transport in Fractal Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.13385v1
• Date: Wed, 27 May 2020 14:28:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-18 05:12:48.352078
• Title: Shining Light on Quantum Transport in Fractal Networks
• Title（参考訳）: フラクタルネットワークにおける量子輸送の光
• Authors: Xiao-Yun Xu, Xiao-Wei Wang, Dan-Yang Chen, C. Morais Smith, Xian-Min Jin
• Abstract要約: フラクタルフォトニック格子における連続時間量子ウォークによりフラクタルネットワークにおける量子輸送を実験的に検討する。 フラクタル次元のみに支配される異常輸送を観察する。 実験により物理法則を定量的に検証することができ、前例のない詳細で輸送力学を明らかにすることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.067025327033905
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Fractals are fascinating structures, not only for their aesthetic appeal, but also because they allow for the investigation of physical properties in non-integer dimensions. In these unconventional systems, a myriad of intrinsic features might come into play, such as the fractal dimension, the spectral dimension, or the fractal geometry. Despite abundant theoretical and numerical studies, experiments in fractal networks remain elusive. Here, we experimentally investigate quantum transport in fractal networks by performing continuous-time quantum walks in fractal photonic lattices with incremental propagation lengths. Photons act as the walkers and evolve in the lattices after being injected into one initial site. We unveil the transport properties through the photon evolution pattern at different propagation lengths and the analysis of the variance and the P'olya number, which are calculated based on the probability distribution of the patterns. Contrarily to classical fractals, we observe anomalous transport governed solely by the fractal dimension. In addition, the critical point at which there is a transition from normal to anomalous transport is highly dependent on the fractal geometry. Our experiment allows the verification of physical laws in a quantitative manner and reveals the transport dynamics with unprecedented detail, thus opening a path to the understanding of more complex quantum phenomena governed by fractality.
• Abstract（参考訳）: フラクタルは魅力的な構造であり、その美的魅力のためだけでなく、非整数次元の物理的性質の調査を可能にするためでもある。 これらの非慣習的なシステムでは、フラクタル次元、スペクトル次元、フラクタル幾何学など、無数の内在的な特徴が作用する可能性がある。 豊富な理論と数値研究にもかかわらず、フラクタルネットワークの実験はいまだに解明されていない。 本稿では, フラクタルネットワークにおける量子輸送を, 逐次伝播長を持つフラクタルフォトニック格子における連続時間量子ウォークにより実験的に検討する。 光子は歩行器として働き、1つの初期部位に注入された後に格子の中で進化する。 本研究では, 伝播長の異なる光子進化パターンによる輸送特性を明らかにし, パターンの確率分布に基づいて計算した分散とポリオリヤ数の解析を行った。 古典フラクタルとは対照的に,フラクタル次元のみに支配される異常輸送を観測する。 さらに、通常の輸送から異常輸送への移行がある臨界点はフラクタル幾何学に大きく依存している。 実験では物理法則を定量的に検証し,前例のない詳細で輸送力学を明らかにすることにより,フラクタル性によって支配されるより複雑な量子現象の理解への道を開く。

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