論文の概要: Experimental observation of the Yang-Lee quantum criticality in open systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.01706v1
• Date: Mon, 4 Dec 2023 07:50:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-05 15:48:02.473036
• Title: Experimental observation of the Yang-Lee quantum criticality in open systems
• Title（参考訳）: 開系におけるヤン・リー量子臨界の実験的観察
• Authors: Huixia Gao, Kunkun Wang, Lei Xiao, Masaya Nakagawa, Norifumi Matsumoto, Dengke Qu, Haiqing Lin, Masahito Ueda, Peng Xue
• Abstract要約: 実測磁場を実験的に実装し、開量子系における非エルミート・ハミルトニアンによって支配される非単位進化を通じて、ヤン=リーエッジ特異点を実証する。 また、量子系に特有の有限温度力学の非伝統的なスケーリング法則を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.706586603485578
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The Yang-Lee edge singularity was originally studied from the standpoint of mathematical foundations of phase transitions, and its physical demonstration has been of active interest both theoretically and experimentally. However, the presence of an imaginary magnetic field in the Yang-Lee edge singularity has made it challenging to develop a direct observation of the anomalous scaling with negative scaling dimension associated with this critical phenomenon. We experimentally implement an imaginary magnetic field and demonstrate the Yang-Lee edge singularity through a nonunitary evolution governed by a non-Hermitian Hamiltonian in an open quantum system, where a classical system is mapped to a quantum system via the equivalent canonical partition function. In particular, we directly observe the partition function in our experiment using heralded single photons. The nonunitary quantum criticality is identified with the singularity at an exceptional point. We also demonstrate unconventional scaling laws for the finite-temperature dynamics unique to quantum systems.
• Abstract（参考訳）: ヤン・リーエッジ特異点は当初、相転移の数学的基礎の観点から研究され、その物理的実演は理論的にも実験的にも活発に研究されてきた。 しかし、Yang-Leeエッジ特異点における想像上の磁場の存在は、この臨界現象に付随する負のスケーリング次元を持つ異常スケーリングを直接観察することを困難にしている。 量子力学系において非エルミートハミルトニアンが支配する非ユニタリ進化を通じてヤン・リーエッジ特異点を実験的に実装し、古典系を等価な正準分割関数によって量子系に写像する。 特に,本実験における分割関数の観察は,共有光子を用いて行う。 非単位量子臨界度は例外点における特異点と同一視される。 また、量子系に特有の有限温度ダイナミクスに対する非慣習的スケーリング則を示す。

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