論文の概要: Dynamical topology of chiral and nonreciprocal state transfers in a non-Hermitian quantum system

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.03026v1
• Date: Wed, 5 Jun 2024 07:51:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-06 19:29:27.263883
• Title: Dynamical topology of chiral and nonreciprocal state transfers in a non-Hermitian quantum system
• Title（参考訳）: 非エルミート量子系におけるキラル状態転移と非相互状態転移の動的トポロジー
• Authors: Pengfei Lu, Yang Liu, Qifeng Lao, Teng Liu, Xinxin Rao, Ji Bian, Hao Wu, Feng Zhu, Le Luo,
• Abstract要約: 我々は、非エルミート・ハミルトニアンの例外点(EP)を閉じ込めたイオン系で囲むことで、トポロジカルキラルおよび非相互ダイナミクスを研究する。 これらの力学は、散逸によって引き起こされる非断熱過程においても、外部の摂動に対して位相的に堅牢である。 この結果は、オープン量子系のトポロジカルな性質を探求するための重要なステップである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.467872077398688
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The fundamental concept underlying topological phenomena posits the geometric phase associated with eigenstates. In contrast to this prevailing notion, theoretical studies on time-varying Hamiltonians allow for a new type of topological phenomenon, known as topological dynamics, where the evolution process allows a hidden topological invariant associated with continuous flows. To validate this conjecture, we study topological chiral and nonreciprocal dynamics by encircling the exceptional points (EPs) of non-Hermitian Hamiltonians in a trapped ion system. These dynamics are topologically robust against external perturbations even in the presence dissipation-induced nonadiabatic processes. Our findings indicate that they are protected by dynamical vorticity -- an emerging topological invariant associated with the energy dispersion of non-Hermitian band structures in a parallel transported eigenbasis. The symmetry breaking and other key features of topological dynamics are directly observed through quantum state tomography. Our results mark a significant step towards exploring topological properties of open quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 位相現象の基礎となる基本的な概念は、固有状態に関連する幾何学的位相を仮定する。 この一般的な概念とは対照的に、時変ハミルトニアンの理論的研究はトポロジカル・ダイナミクスとして知られる新しいタイプのトポロジカル現象を許容し、進化過程は連続フローに付随する隠れトポロジカル不変性を許容する。 この予想を検証するために、非エルミート・ハミルトニアンの例外点(EP)を閉じ込めたイオン系に囲むことで、トポロジカルなカイラルと非相互ダイナミクスを研究する。 これらの力学は、散逸によって引き起こされる非断熱過程においても、外部の摂動に対して位相的に堅牢である。 本研究は,非エルミタンバンド構造が平行輸送された固有ベイシスにおいてエネルギー分散にともなうトポロジカル不変量である動的渦によって保護されていることを示唆する。 トポロジカルダイナミクスの対称性の破れや他の重要な特徴は、量子状態トモグラフィーによって直接観察される。 この結果は、オープン量子系のトポロジカルな性質を探求するための重要なステップである。

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