論文の概要: Self acceleration from spectral geometry in dissipative quantum-walk dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.08076v1
• Date: Thu, 12 Oct 2023 06:55:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-15 11:10:34.922670
• Title: Self acceleration from spectral geometry in dissipative quantum-walk dynamics
• Title（参考訳）: 散逸量子ウォークダイナミクスにおけるスペクトル幾何学からの自己加速
• Authors: Peng Xue, Quan Lin, Kunkun Wang, Lei Xiao, Stefano Longhi, Wei Yi
• Abstract要約: 局所励起の過渡自己加速と非エルミートスペクトルトポロジーの対応を実験的に実証した。 この結果はスペクトルトポロジと過渡ダイナミクスの普遍的な対応を明らかにし、非エルミート系の現象に対する感度の高いプローブを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.84975739030596
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Dynamic behaviors of a physical system often originate from its spectral properties. In open systems, where the effective non-Hermitian description enables a wealth of spectral structures on the complex plane, the concomitant dynamics is significantly enriched, whereas the identification and comprehension of the underlying connections are challenging. Here we experimentally demonstrate the correspondence between the transient self acceleration of local excitations and the non-Hermitian spectral topology using lossy photonic quantum walks. Focusing first on one-dimensional quantum walks, we show that the measured short-time acceleration of the wave function is proportional to the area enclosed by the eigenspectrum. We then reveal similar correspondence in two-dimension quantum walks, where the self acceleration is proportional to the volume enclosed by the eigenspectrum in the complex parameter space. In both dimensions, the transient self acceleration crosses over to a long-time behavior dominated by a constant flow at the drift velocity. Our results unveil the universal correspondence between spectral topology and transient dynamics, and offer a sensitive probe for phenomena in non-Hermitian systems that originate from spectral geometry.
• Abstract（参考訳）: 物理系の動的挙動は、しばしばそのスペクトル特性に由来する。 実効的な非エルミート記述が複素平面上のスペクトル構造を豊富なものにすることができる開システムでは、共役力学は著しく豊かであるが、基礎となる接続の同定と理解は困難である。 ここでは、局所励起の過渡自己加速と、損失光量子ウォークを用いた非エルミートスペクトルトポロジーとの対応を実験的に示す。 まず, 1次元の量子ウォークに着目し, 波動関数の短時間加速度の測定値が固有スペクトルで囲まれた領域に比例することを示した。 次に、複素パラメータ空間の固有スペクトルによって囲まれた体積に自己加速度が比例する2次元量子ウォークにおける類似の対応を明らかにする。 どちらの次元においても、過渡自己加速はドリフト速度における一定の流れに支配される長時間の挙動に交差する。 この結果はスペクトルトポロジと過渡ダイナミクスの普遍的な対応を明らかにし、スペクトル幾何学から派生した非エルミート系の現象に対する感度の高いプローブを提供する。

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