論文の概要: $\mathcal{PT}$-symmetric two-photon quantum Rabi models
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.20508v1
- Date: Mon, 28 Jul 2025 04:11:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-29 16:23:57.787174
- Title: $\mathcal{PT}$-symmetric two-photon quantum Rabi models
- Title（参考訳）: $\mathcal{PT}$-symmetric two-photon quantum Rabi model
- Authors: Yi-Cheng Wang, Jiong Li, Qing-Hu Chen,
- Abstract要約: 我々は、$mathcalPT$対称性を示す2つの非エルミート2光子量子ラビモデル(tpQRM)について検討する。
どちらのモデルに対しても、ボゴリューボフ変換を用いて正確な解を導出する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.828042564539135
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate two non-Hermitian two-photon quantum Rabi models (tpQRM) that exhibit $\mathcal{PT}$ symmetry: the biased tpQRM (btpQRM), in which the qubit bias is purely imaginary, and the dissipative tpQRM (dtpQRM), where the two-photon coupling is made imaginary to introduce dissipation. For both models, we derive exact solutions by employing Bogoliubov transformations. In the btpQRM, we identify spectral collapse at a critical coupling strength, with accompanying $\mathcal{PT}$ symmetry breaking that correlates with exceptional points (EPs) arising from coalescing eigenstates. We establish a direct correspondence between $\mathcal{PT}$-broken regions and the doubly degenerate points of the Hermitian tpQRM, and analyze the effects of qubit bias via an adiabatic approximation. In the dtpQRM, although no spectral collapse occurs, both EPs and Juddian-type degeneracies are present, with well-separated behaviors distinguished by parity conservation. Through biorthogonal fidelity susceptibility and c-product, we successfully identify and classify the nature of these two types of level crossings. Finally, we compare the dynamical evolution of both models, revealing fundamentally different pathways to steady states governed by their respective non-Hermitian spectral structures. Our results provide exact characterizations of $\mathcal{PT}$-symmetric non-Hermitian tpQRMs and may offer theoretical insights for future experimental realizations.
- Abstract（参考訳）: 2つの非エルミート的2光子量子ラビモデル (tpQRM) は$\mathcal{PT}$対称性を示す: 偏偏差 tpQRM (btpQRM) は純粋に虚数であり、散逸性 tpQRM (dtpQRM) は2光子カップリングを虚数化して散逸を導入する。
どちらのモデルに対しても、ボゴリューボフ変換を用いて正確な解を導出する。
btpQRMでは、共役固有状態から生じる例外点(EP)と相関する$\mathcal{PT}$対称性の破れを伴う、臨界結合強度でのスペクトル崩壊を同定する。
我々は、$\mathcal{PT}$-breakken領域とHermitian tpQRMの二重退化点との直接対応を確立し、アディバティック近似を用いてキュービットバイアスの効果を分析する。
dtpQRMでは、スペクトル崩壊は起こらないが、EPとジュディアン型の退化はどちらも存在し、パリティ保存によって区別される。
これら2種類の踏切の性質を同定し, 分類し, 分類した。
最後に、両モデルの動的進化を比較し、それぞれの非エルミートスペクトル構造によって支配される定常状態への根本的に異なる経路を明らかにする。
この結果は$\mathcal{PT}$-symmetric non-Hermitian tpQRMの正確な特徴を与え、将来の実験的実現に理論的洞察を与える可能性がある。
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