論文の概要: Higher-order exceptional points in a non-reciprocal waveguide beam splitter

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.21445v1
• Date: Thu, 27 Mar 2025 12:38:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-28 18:49:11.517572
• Title: Higher-order exceptional points in a non-reciprocal waveguide beam splitter
• Title（参考訳）: 非相互導波路ビームスプリッタにおける高次例外点
• Authors: Hamed Ghaemi-Dizicheh, Shahram Dehdashti, Andreas Hanke, Ahmed Touhami, Janis Nötzel,
• Abstract要約: 我々は固有値を解析的に導出し、非エルミート系における例外点(EP)の形成を数値的に示す。 その結果,非相互開量子系における高次EPを実現するための新しい経路が開かれた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5845117761091052
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Non-Hermitian systems have attracted significant interest because of their intriguing and useful properties, including exceptional points (EPs), where eigenvalues and the corresponding eigenstates of non-Hermitian operators become degenerate. In particular, quantum photonic systems with EPs exhibit an enhanced sensitivity to external perturbations, which increases with the order of the EP. As a result, higher-order EPs hold significant potential for advanced sensing applications, but they are challenging to achieve due to stringent symmetry requirements. In this work, we study the dynamics of a generalized lossy waveguide beam splitter with asymmetric coupling by introducing non-reciprocity as a tunable parameter to achieve higher-order EPs even without dissipation. Using the Schwinger representation, we analytically derive eigenvalues and numerically demonstrate the formation of EPs. Moreover, we analyze the evolution of NOON states under activated non-reciprocity, highlighting its impact on quantum systems. Our results open new pathways for realizing higher-order EPs in non-reciprocal open quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 非エルミート系は、非エルミート作用素の固有値と対応する固有状態が退化する例外点 (EP) を含む、その興味深く有用な性質のために、大きな関心を集めている。 特に、EPを持つ量子フォトニクス系は、EPの順序によって増大する外部摂動に対する感度を高める。 その結果、高次EPは高度なセンシングアプリケーションに有意な可能性を秘めているが、厳密な対称性の要求により達成は困難である。 本研究では,非相反性を調整可能なパラメータとして導入することにより,一般損失導波路ビームスプリッタの非対称結合によるダイナミクスを解析し,高次EPを実現する。 シュウィンガー表現を用いて、固有値を解析的に導出し、EPの形成を数値的に示す。 さらに、活性化された非相互性の下でのNOON状態の進化を分析し、量子システムへの影響を明らかにする。 その結果,非相互開量子系における高次EPを実現するための新しい経路が開かれた。

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