論文の概要: Topological Amplification of the Bosonic Kitaev Chain with Non-Uniform Loss
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.09744v2
- Date: Fri, 22 Aug 2025 20:25:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-26 14:31:50.429674
- Title: Topological Amplification of the Bosonic Kitaev Chain with Non-Uniform Loss
- Title（参考訳）: 非一様損失を有するボソニック・キタエフ鎖のトポロジー増幅
- Authors: Clément Fortin, Kai Wang, T. Pereg-Barnea,
- Abstract要約: ボソニック・キタエフ鎖はフェルミオンと異なる特別な性質を持つことが知られている。
非エルミート効果は、ボソニック二次ハミルトンの力学が非エルミート行列によって支配されるという事実に由来する。
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。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.174531871225817
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The bosonic Kitaev chain is known to have extraordinary properties distinct from its fermionic counterpart. For example, it exhibits the non-Hermitian skin effect -- its eigenmodes are exponentially localized to the edges of the chain -- even when the system is Hermitian. Such non-Hermitian effects originate from the fact that the dynamics of bosonic quadratic Hamiltonians is governed by a non-Hermitian matrix. In the topological phase of the model, the modes conspire to lead to phase-dependent and directional exponential amplification of a classical drive. In this work, we study the robustness of this topological amplification to on-site dissipations. We examine the effect of uniform and non-uniform losses under various configurations. We find a remarkable resilience to dissipation in some configurations, while in others the dissipation causes a topological phase transition which eliminates the exponential amplification. In particular, when the dissipation is placed on every other site, the system remains topological and the exponential amplification persists even for very large loss rates which exceed the system's non-Hermitian gap. On the other hand, we find that 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 a certain critical value of the dissipation. Our work thus provides insights into the robustness against losses of the topological amplification of non-Hermitian systems and sets explicit limits on the bosonic Kitaev chain's ability to act as a multimode quantum sensor in realistic lossy scenarios.
- Abstract（参考訳）: ボソニック・キタエフ鎖はフェルミオンと異なる特別な性質を持つことが知られている。
例えば、非エルミート皮膚効果(その固有モデムは指数関数的に鎖の端に局在している)を示す。
そのような非エルミート効果は、ボソニック二次ハミルトニアンの力学が非エルミート行列によって支配されるという事実に由来する。
モデルのトポロジ的フェーズでは、モードは古典的なドライブの位相依存的かつ方向性指数的増幅につながる。
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。
各種構成下での一様・一様損失と非一様損失の影響について検討した。
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。
特に、散逸が他のすべての場所に置かれると、系は位相的のままであり、指数的増幅は系の非エルミート的ギャップを超える非常に大きな損失率であっても持続する。
一方、連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、散逸の特定の臨界値における位相相転移が生じる。
そこで本研究では,非エルミート系のトポロジカル増幅の損失に対するロバスト性について考察し,現実的な損失シナリオにおいて,ボソニック・キタエフ連鎖がマルチモード量子センサとして機能する能力に明確な制限を課す。
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