論文の概要: Maximal coin-position entanglement and non-Hermitian skin effect in discrete-time quantum walks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.06460v1
• Date: Sun, 09 Mar 2025 05:33:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-11 15:47:19.740191
• Title: Maximal coin-position entanglement and non-Hermitian skin effect in discrete-time quantum walks
• Title（参考訳）: 離散時間量子ウォークにおける最大貨位絡みと非エルミート皮膚効果
• Authors: Ding Cheng, Yi Li, Hao Zhao, Haijun Kang, Cui Kong, Jiguo Wang, Feng Mei, Chuanjia Shan, Jibing Liu,
• Abstract要約: 量子ウォークは、非エルミート皮膚効果の基盤となるメカニズムを探索するための強力なプラットフォームを提供する。 最適化された時間多重ループ構成を用いて20以上の進化段階の量子ウォークのフレキシブルフォトニック実装を提案する。 非エルミート系における非対称なリアプノフ指数プロファイルと皮膚効果による絡み合いの抑制を観察した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.240895895309556
• License:
• Abstract: A distinctive feature of non-Hermitian systems is the skin effect, which has attracted widespread attention in recent studies. Quantum walks provide a powerful platform for exploring the underlying mechanisms of the non-Hermitian skin effect. Additionally, the generation of hybrid entanglement in quantum walks is recognized as another crucial property. However, the experimentally exploring the influence of skin effect on the evolution of entanglement dynamical in the non-Hermitian system remains a challenge. In this paper, we present a flexible photonic implementation of discrete-time quantum walks over 20 evolution steps using an optimized time-multiplexed loop configuration. Through optimizing the coin parameter, we achieve maximal coin-position entanglement in 20-steps quantum walks. Moreover, we experimentally measure the polarization-averaged growth rates and the evolution of coin-position entanglement for specific coin and loss parameters. We observe the asymmetric Lyapunov exponent profiles and the suppression of entanglement induced by the skin effect in non-Hermitian systems. Interestingly, this entanglement suppression weakens with increasing coin parameters and enhances with increasing loss parameters and evolution steps. Our results demonstrate the potential of quantum walks as a powerful platform for investigating hybrid entanglement properties and skin effect in non-Hermitian systems.
• Abstract（参考訳）: 非エルミート系の特徴的な特徴は皮膚効果であり、近年の研究では広く注目を集めている。 量子ウォークは、非エルミート皮膚効果の基盤となるメカニズムを探索するための強力なプラットフォームを提供する。 さらに、量子ウォークにおけるハイブリッド絡み合いの発生は、別の重要な性質として認識される。 しかしながら、非エルミート系における絡み合い力学の進化に対する皮膚効果の影響を実験的に検討することは、依然として課題である。 本稿では、時間多重ループ構成を最適化し、20以上の進化段階における離散時間量子ウォークのフレキシブルなフォトニック実装を提案する。 コインパラメータを最適化することにより、20ステップの量子ウォークにおいて最大コイン配置の絡み合いを実現する。 さらに, 偏極平均成長速度と, 特定の硬貨および損失パラメータに対する硬貨配置絡みの進化を実験的に測定した。 非エルミート系における非対称なリアプノフ指数プロファイルと皮膚効果による絡み合いの抑制を観察した。 興味深いことに、この絡み合い抑制はコインパラメータの増加とともに弱まり、損失パラメータと進化ステップの増加とともに強化される。 本研究は,非エルミート系におけるハイブリッド絡み合い特性と皮膚効果を研究するための強力なプラットフォームとして,量子ウォークの可能性を示すものである。

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