論文の概要: Non-Markovian Exceptional Points by Interpolating Quantum Channels
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.16049v1
- Date: Mon, 21 Jul 2025 20:33:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-23 21:34:13.880575
- Title: Non-Markovian Exceptional Points by Interpolating Quantum Channels
- Title（参考訳）: 量子チャネルの補間による非マルコフ的例外点
- Authors: Wai Chun Wong, Bei Zeng, Jensen Li,
- Abstract要約: 例外点 (EPs) は非エルミート系において固有値と固有ベクトルが合体する特別な点である。
開量子系では、これらの点は通常、非エルミート的ハミルトニアンあるいはリウヴィリア超作用素を用いて解析される。
単一量子ビット設定のための量子EPを生成するための一般的な戦略を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.16385815610837165
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Exceptional points (EPs) are special points in non-Hermitian systems where both eigenvalues and eigenvectors coalesce. In open quantum systems, these points are typically analyzed using effective non-Hermitian Hamiltonians or Liouvillian superoperators. While quantum channels offer the most general framework for describing state evolution in such systems, the existence and properties of EPs within this setting remain largely unexplored. In this work, we present a general strategy for generating quantum EPs for a single-qubit setting. We show that quantum channels can be separated into two distinct phases, with the transition between them marked by the presence of an EP. Based on this, we propose a systematic method to realize EPs by interpolating between quantum channels representing different phases. Experimentally, we implement these interpolated channels on a nuclear magnetic resonance (NMR) quantum computer and confirm the emergence of second-order EPs with high fidelity. Extending the interpolation to three channels further reveals third-order EPs. Our results establish quantum channel interpolation as a versatile framework for generating EPs and provide a general description of EPs in open quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 例外点 (EPs) は非エルミート系において固有値と固有ベクトルが合体する特別な点である。
開量子系では、これらの点は通常、非エルミート的ハミルトニアンあるいはリウヴィリア超作用素を用いて解析される。
量子チャネルは、状態進化を記述するための最も一般的なフレームワークを提供するが、この設定におけるEPの存在と性質は、ほとんど探索されていないままである。
本研究では、単一量子ビット設定のための量子EPを生成するための一般的な戦略を示す。
量子チャネルは2つの異なる位相に分けることができ、その間の遷移はEPの存在によって特徴づけられる。
そこで本研究では,異なる位相を表す量子チャネル間を補間することでEPを実現する手法を提案する。
実験により、核磁気共鳴(NMR)量子コンピュータ上にこれらの補間チャネルを実装し、高忠実度2階EPの出現を確認する。
補間を3つのチャネルに拡張すると、さらに3階のEPが明らかになる。
本研究は、EPを生成するための汎用フレームワークとして量子チャネル補間を確立し、オープン量子システムにおけるEPの一般的な記述を提供する。
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