論文の概要: Anomalous Point-Gap Interactions Unveil the Mirage Bath
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.09092v1
- Date: Thu, 13 Feb 2025 09:03:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-14 13:48:00.633508
- Title: Anomalous Point-Gap Interactions Unveil the Mirage Bath
- Title（参考訳）: ミラージュバスの異常点-ギャップ相互作用
- Authors: Yue Sun, Tao Shi, Ying Hu,
- Abstract要約: 我々は、量子光子が消散光子浴を介して相互作用する量子光学系を調べることによって、新しい相互作用機構を明らかにする。
ギャップ内の局在光子は、特定の状態におけるエミッタ間の相互作用を阻害するが、長距離相互作用が出現し、従来の期待に反する。
我々の発見は、量子光学、多体量子シミュレーションの新たな道を開き、非エルミート位相に関する新たな洞察を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.98116457576415
- License:
- Abstract: Non-Hermitian topology has revolutionized our understanding of energy gaps and band topology, unveiling phases that do not exist within the Hermitian framework. Nonetheless, its fundamental implications for quantum interactions in open quantum systems remain largely unexplored. Here, we uncover a novel interaction mechanism by examining a quantum-optical system where quantum emitters interact through the photonic band-gap of a dissipative photon bath with periodic boundaries, described by a nonreciprocal Su-Schrieffer-Heeger model. Although localized photons within the gap should inhibit interactions between emitters in certain regimes, we find that long-range interactions emerge, defying conventional expectations. These anomalous interactions are mediated by a ``mirage bath" - a virtual bath that unfolds onto a distinct layer of the Riemann surface. This mirage bath generates emitter dynamics identical to those produced by the physical bath but possesses distinct band topology. Crucially, the interactions inherit the topology of the mirage bath, not the physical one. This bath duality is inherent to any dissipative bath with spectral topology, leading to a fundamentally new mechanism for long-range interactions and correlations across the multi-layered Riemann surface, unseen in traditional settings. Our findings open new avenues in quantum optics, many-body quantum simulations, and offer fresh insights into non-Hermitian topology.
- Abstract（参考訳）: 非エルミティアトポロジはエネルギーギャップとバンドトポロジの理解に革命をもたらし、エルミティアトフレームワークには存在しない位相を明らかにした。
それでも、オープン量子系における量子相互作用の基本的な意味はほとんど解明されていない。
ここでは、非相反的なSu-Schrieffer-Heegerモデルによって記述された、散逸性光子浴のフォトニックバンドギャップを介して量子エミッタが相互作用する量子光学系を調べることによって、新しい相互作用機構を明らかにする。
ギャップ内の局在光子は、特定の状態におけるエミッタ間の相互作用を阻害するが、長距離相互作用が出現し、従来の期待に反する。
これらの異常な相互作用は'mirage bath'(リーマン面の異なる層に広がる仮想風呂)によって媒介される。
このミラージュ浴は、物理浴が生成したものと同一のエミッターダイナミクスを発生させるが、異なるバンドトポロジーを有する。
重要なことに、相互作用は、物理的なものではなく、ミラージュ浴のトポロジーを継承する。
この浴の双対性は、スペクトルトポロジーを持つ散逸性浴に固有のものであり、従来の設定では見られない多層リーマン面における長距離相互作用と相関の基本的な新しいメカニズムをもたらす。
我々の発見は、量子光学、多体量子シミュレーションの新たな道を開き、非エルミート位相に関する新たな洞察を提供する。
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