論文の概要: Non-Hermitian Topological Phase Transition of the Bosonic Kitaev Chain

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.09744v1
• Date: Thu, 12 Dec 2024 22:23:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-16 15:01:50.671878
• Title: Non-Hermitian Topological Phase Transition of the Bosonic Kitaev Chain
• Title（参考訳）: ボソニック北エフ鎖の非エルミート位相相転移
• Authors: Clément Fortin, Kai Wang, T. Pereg-Barnea,
• Abstract要約: このトポロジカル増幅のオンサイト消散に対する堅牢性について検討する。 いくつかの構成では、消散に対する顕著なレジリエンスが見られます。 我々の研究は、ボソニック・キタエフ連鎖がマルチモード量子センサーとして機能する能力に明確な制限を課している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.6396223542930772
• License:
• Abstract: The bosonic Kitaev chain, just like its fermionic counterpart, has extraordinary properties. For example, it displays the non-Hermitian skin effect even without dissipation when the system is Hermitian. This means that all eigenmodes are exponentially localized to the edges of the chain. This is possible since the $\hat{x}$ and $\hat p$ quadratures decouple such that each of them is governed by a non-Hermitian dynamical matrix. In the topological phase of the model, the modes conspire to lead to exponential amplification of coherent light that depends on its phase and direction. In this work, we study the robustness of this topological amplification to on-site dissipation. We look at uniform and non-uniform dissipation and study the effect of different configurations. We find remarkable resilience to dissipation in some configurations, while in others the dissipation causes a topological phase transition which eliminates the exponential amplification. For example, when the dissipation is placed on every other site, the system remains topological even for very large dissipation which exceeds the system's non-Hermitian gap and the exponential amplification persists. On the other hand, dividing the chain into unit cells of an odd number of sites and placing dissipation on the first site leads to a topological phase transition at some critical value of the dissipation. Our work thus provides insights into topological amplification of multiband systems and sets explicit limits on the bosonic Kitaev chain's ability to act as a multimode quantum sensor.
• Abstract（参考訳）: ボソニック・キタエフ鎖はフェルミオン鎖と同様に、異常な性質を持つ。 例えば、非エルミート皮膚効果は、系がエルミート系である場合でも、散逸することなく表示される。 これは、すべての固有モジュラーが指数関数的に鎖の端に局所化されることを意味する。 これは、$\hat{x}$と$\hat p$ quadraturesが分離され、それぞれが非エルミート力学行列によって支配されるからである。 モデルのトポロジカル位相において、モードは、その位相と方向に依存するコヒーレント光の指数的増幅をもたらす。 本研究では,このトポロジカル増幅のオンサイト散逸に対する堅牢性について検討する。 均一および非均一な散逸を考察し、異なる構成の影響について検討する。 いくつかの構成では散逸に対する顕著なレジリエンスが見出され、他の構成では散逸はトポロジカルな位相遷移を引き起こし、指数的増幅を排除します。 例えば、散逸が他のすべての場所に置かれるとき、系の非エルミート的ギャップを超え、指数的増幅が持続する非常に大きな散逸であっても、システムは位相的のままである。 一方、鎖を奇数の部位の単位細胞に分割し、第1の部位に散逸を配置すると、散逸の重要な値で位相相転移が起こる。 そこで本研究は,マルチバンドシステムのトポロジカル増幅に関する知見を提供し,マルチモード量子センサとして機能するボソニック・キタエフ鎖の能力に明確な限界を定めている。

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