論文の概要: The $\mathcal{PT}$-symmetric quantum Rabi model: Solutions and exceptional points

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.09749v1
• Date: Thu, 15 Feb 2024 06:58:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-16 16:42:11.699010
• Title: The $\mathcal{PT}$-symmetric quantum Rabi model: Solutions and exceptional points
• Title（参考訳）: $\mathcal{pt}$-symmetric quantum rabi model:解と例外点
• Authors: Jiong Li, Yi-Cheng Wang, Li-Wei Duan, Qing-Hu Chen
• Abstract要約: 非エルミート的な1光子と2光子量子ラビモデルはボゴリューボフ作用素のアプローチによってそれぞれ解かれる。 非エルミート2光子 QRM の共鳴条件の下では、同じパリティと奇光子数内の同じフォトニック部分空間に属する最低2つの励起状態が交差し、ボーは常に実エネルギーレベルを持つ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.828042564539135
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The non-Hermitian one-photon and two-photon quantum Rabi models (QRMs) within imaginary couplings are respectively solved through the Bogoliubov operators approach. Transcendental functions responsible for exact solutions are derived, whose zeros produce the complete spectra. Exceptional points (EPs) can be identified with simultaneously vanishing transcendental function and its derivative with respect to energy. The EP is formed in the two nearest-neighboring excited energy levels, and shifts to the lower coupling strength at higher energy levels. The well-known generalized rotating-wave approximation method in the one-photon QRM is also extended to its non-Hermitian counterpart, and the obtained analytical EPs agree quite well with the exact ones, and the simulated dynamics can describes the basic features of this model. Very interestingly, under the resonant condition in the non-Hermitian two-photon QRM, the lowest two excited states which belong to the same parity and in the same photonic subspace within odd photon numbers can cross, and boh always have real energy levels. Such an EP at this crossing point is totally new, because the energies of the two levels are purely real, in sharp contrast to the conventional EP in the non-Hermitian systems. For both non-Hermitian QRMs, the fidelity susceptibility goes to negative infinity at the EPs, consistent with the recent observations in the non-Hermitian systems.
• Abstract（参考訳）: 非エルミート的な1光子と2光子量子ラビモデル(QRM)はボゴリューボフ作用素のアプローチによってそれぞれ解かれる。 正確な解に対する超越関数は導出され、その零点は完全なスペクトルを生成する。 例外点(EP)は、エネルギーに関する超越関数とその微分を同時に消滅させることで識別することができる。 EPは、隣り合う2つの励起エネルギーレベルに形成され、より高いエネルギーレベルで低い結合強度に移行する。 一光子 QRM におけるよく知られた一般化回転波近似法は、その非エルミート式にも拡張され、得られた解析EPは正確な値とよく一致し、シミュレーション力学はこのモデルの基本的特徴を記述することができる。 非常に興味深いことに、非エルミート2光子 QRM の共鳴状態の下では、同じパリティと奇光子数内の同じフォトニック部分空間に属する最低2つの励起状態が交差し、ボーは常に実エネルギーレベルを持つ。 この交差点におけるそのようなEPは完全に新しい、なぜなら2つのレベルのエネルギーは純粋に実数であり、非エルミート系における従来のEPとは対照的であるからである。 両方の非エルミート系 QRM に対して、忠実度感受性は、非エルミート系における最近の観測と一致し、EP において負の無限大となる。

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